研究目的
研究超声辅助液相激光烧蚀(LAL)对金和银纳米粒子制备的影响,包括其尺寸、形貌及稳定性。
研究成果
超声辅助LAL法显著提高了金纳米颗粒(AuNPs)和银纳米颗粒(AgNPs)的制备速率,生成更小且分散性更好的纳米颗粒,同时稳定性得到改善。该方法还通过分析靶板上的凹坑体积,为估算纳米颗粒浓度提供了新思路。这项技术有望实现具有优异性能的金属纳米颗粒的高效环保合成。
研究不足
该研究主要关注超声辅助对纳米粒子制备中LAL的影响。比较仅限于金和银纳米粒子,未探讨该方法对其他金属或材料的适用性。虽然浓度估算方法具有新颖性,但可能需要进一步验证才能更广泛应用。
1:实验设计与方法选择:
采用超声辅助激光烧蚀法制备金纳米颗粒(AuNPs)和银纳米颗粒(AgNPs)。该过程通过在蒸馏水中用Nd:YAG激光烧蚀金板和银板,并分别在有/无超声场条件下进行。
2:样品选择与数据来源:
使用高纯度金板和银板作为靶材。通过紫外-可见光谱仪、配备能量色散光谱的透射电镜(TEM)、ζ电位测量仪、扫描电镜(SEM)及激光显微镜对制备的纳米颗粒溶液进行分析。
3:实验设备与材料清单:
Nd:YAG激光器(Spectra-Physics Quanta-Ray INDI-40-10)、超声波清洗器(ASU-2,AS ONE公司)、紫外-可见分光光度计(V-550,日本分光公司)、透射电镜(JEM-2100Plus,日本电子株式会社)、扫描电镜(S-4300,日立)、激光显微镜(LSM5PASCAL,卡尔蔡司)、高分辨率光谱仪(HR4000,海洋光学公司)。
4:0)、超声波清洗器(ASU-2,AS ONE公司)、紫外-可见分光光度计(V-550,日本分光公司)、透射电镜(JEM-2100Plus,日本电子株式会社)、扫描电镜(S-4300,日立)、激光显微镜(LSM5PASCAL,卡尔蔡司)、高分辨率光谱仪(HR4000,海洋光学公司)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将金属板在有无超声场的蒸馏水中分别烧蚀不同时间,随后采用上述技术对所得溶液进行表征。
5:数据分析方法:
通过TEM和SEM分析纳米颗粒形貌与尺寸,利用紫外-可见光谱研究光学特性,通过ζ电位测量评估胶体溶液稳定性,采用MATLAB计算银板表面坑洞体积以估算纳米颗粒浓度。
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Nd:YAG laser
Spectra-Physics Quanta-Ray INDI-40-10
Spectra-Physics
Ablation of metal plates for nanoparticle fabrication
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UV-vis spectrometer
V-550
Jasco Corporation
Analysis of optical properties of nanoparticle colloidal solutions
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Scanning electron microscope
S-4300
Hitachi
Analysis of craters on silver plates
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Laser microscope
LSM5PASCAL
Carl Zeiss
Obtaining 3D data of craters on silver plates
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Ultrasonic bath
ASU-2
AS ONE Company
Application of ultrasonic field during nanoparticle fabrication
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Transmission electron microscope
JEM-2100Plus
Japan Electronic Co., Ltd.
Morphology and elemental spectrum analysis of nanoparticles
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High-resolution spectrometer
HR4000
Ocean Optics Inc.
Observation of optical emission spectra during ablation process
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