发光银纳米团簇的合成及发光机理研究
水溶性荧光纳米银簇的合成与表征
前言已故物理学家理查德·费曼在1959年所作的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲时提出了一个新的想法。
从石器时代开始，人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术，都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关。
范曼质问道，为什么我们不可以从另外一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求？他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。
”这是纳米技术的灵感的来源。
纳米(nanometer)，是一种长度单位，一纳米等于十亿分之一米，大约是三四个原子排列起来的宽度。
纳米材料又称超微颗粒材料，由纳米粒子组成。
纳米粒子一般是指尺寸在1 - 100 nm间的粒子，处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。
纳米科学技术(nano - technology)，是指用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术。
它以现代科学技术为基础，是现代科学和现代技术相结合的产物。
纳米科学技术将使人们迈入了一个奇妙的世界[1]。
纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。
21世纪将是纳米技术的时代，随着其制备和改性技术的不断发展，纳米材料在诸多领域将会得到日益广泛的应用，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有关广泛的应用前景。
纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。
金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支，它以贵金属金、银、铜为代表，其中因为纳米银具有很高的表面活性、表面能催化性能和电导热性能，以及优良的抗菌杀菌活性，在无机抗菌剂、催化剂材料、电子陶瓷材料、低温导热材料、电导涂料等领域有广阔的应用前景而得到最多的关注，如在化纤中加入少量纳米银，可以改善化纤制品的某些性能，并使其具有很强的杀菌能力；在氧化硅薄膜中加加少量的纳米银，可以使得镀这种薄膜的玻璃有一定的光致发性。
Au25(SG)18纳米团簇的荧光增强研究
广东化工2019年第4期·14 · 第46卷总第390期Au25(SG)18纳米团簇的荧光增强研究毛芳芳1，吴子华1,2*，梁凤1，徐曼玲1，杨丽1(1．南宁师范大学广西天然高分子化学与物理重点实验室，广西南宁541004；2．华南理工大学化学与化工学院，广东广州510641)[摘要]本文探索了使用局域表面等离子激元共振(localized surface plasmon resonance, SPR)对Au25(SG)18 纳米团簇的荧光发射光谱进行增强的方法和技术。
通过适当改进合成方法，成功制备了Au25(SG)18结构，分别使用介孔二氧化硅修饰的金纳米棒(AuNR@mSiO2)及金纳米粒子(AuNS@SiO2)复合材料和对其进行荧光增强研究。
结果表明，在两个增强体系中，Au25(SG)18的荧光性质均表现为猝灭(quenching)，并初步认定发生荧光猝灭现象是由于纳米团簇所处的环境以及表面配体状态的改变所导致的。
[关键词]纳米金；Au25(SG)18团簇；荧光增强；SPR[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2019)04-0014-03Preparation and Fluorescenct Enhancement of Au25(SG)18 NanoclusterMao Fangfang1, Wu Zhihua1*, Liang Feng1, Xu Manling1, Yang Li1(1. Guangxi Teachers Education University, School of Chemistry and Materials Science, Nanning 410003；2. Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)Abstract: Au25(SG)18 nanocluster was reported to be a good candidate in sensing, imaging, and other applications due to the unique fluorescence property and good stability. This paper explored the fluorescenct enhancement technique by using the SPR of AuNR@mSiO2 andAuNS@SiO2, respectively. Results revealed the fluorescent quenching occurred in bothcases, suggesting that the changes of the environment and the ligand state may be responsible for the outcomes.Keywords: Gold nanomaterials；Au25(SG)18 nanocluster；Fluorescenct enhancement；SPR金属纳米团簇结构独特并且具有许多特殊的光学、物理和化学性质，因而受到研究人员的广泛关注。
银铜合金团簇的形成、相变与光学性质
银铜合金团簇的形成、相变与光学性质多组元的金属团簇通常称为“纳米合金”。
纳米尺度合金的结构和物理特性不同于块体材料。
二元合金纳米粒子由于其在电学、光学和催化方面的独特性质,相比于单金属纳米粒子受到了更多的关注。
并且,除了通常通过改变尺寸和形状来调节纳米粒子性质,二元合金纳米粒子提供了另外一种手段来进行调控,即改变其组成成分。
因此,关于纳米合金的研究在近年来获得了越来越大的重视,特别是纳米合金的形成机理,其性质的控制与剪裁,以及对于纳米合金相图的确定,已成为当前实验研究与理论模拟共同关注的中心问题。
纳米合金的光学特性与其尺寸、成分与相结构的相关,也与纳米合金的相变相关,这些相关性的阐明反过来又可有助于通过光学测量研究纳米合金的生长过程、相稳定性与相变过程。
本论文研究气体聚集过程成核生长或在衬底表面团簇聚合粗化形成纳米合金的生长条件与生长机制,探讨生长过程与纳米合金结构与相组成、相稳定性的关系,以及纳米合金的光性质随其相组成及相变过程的演变,建立纳米合金的可控制备条件。
通过等离子体气相聚集团簇束流沉积的方法制备了银铜合金纳米粒子。
使用了两个独立的靶来控制银铜合金纳米粒子的组分。
采用了两种不同的方法来制备银铜合金纳米粒子。
一种是沉积后表面扩散生长,另外一种是双元素混合气体聚集生长。
通过EDS电子探针扫描分析方法元素分布图,对银铜合金纳米粒子内的元素分布进行了分析,获得其结构特征。
分析了纳米合金的形成生长过程、成分和热处理对其结构、形貌、结晶性的影响。
采用原位消光光谱测量系统测量了银铜合金纳米粒子的消光光谱及其随温度的变化,发现当改变银铜合金纳米粒子的组分和温度时,合金纳米粒子的结构发生变化,同时它们的等离激元共振峰在很大波长范围内变化,且可以实现由单峰到多峰的转变。
所以提供了一种更好控制银铜合金纳米粒子尺寸和组分的制备方法。
并且提供了一种大范围调节银铜合金纳米粒子等离激元共振吸收峰的方法。
研究表明：通过不同的制备方法、成分比例控制和不同的退火温度,可以对银铜合金纳米粒子的尺寸和结构等进行精细调控,亦可实现对银铜合金纳米粒子的等离激元共振的精细调控。
纳米银的制备及应用研究进展
Hans Journal of Nanotechnology纳米技术, 2018, 8(2), 9-16Published Online May 2018 in Hans. /journal/nathttps:///10.12677/nat.2018.82002Progress in Preparation and Applicationof NanosilverShuhong Sun, Wenbo Li, Yong Liu, Yan Zhu*Kunming University of Science and Technology, Kunming YunnanReceived: Mar. 20th, 2018; accepted: Apr. 27th, 2018; published: May 4th, 2018AbstractNanosilver has good electrical, thermal, catalytic, optical and antibacterial properties. This article compared the advantages and disadvantages of the three different methods of nanosilver prepa-ration: physical method, chemical method and biological method. The application of nanosilver in the fields of catalytic materials, optical materials, biomedicine, new energy and electronic device was reviewed.KeywordsNanosilver, Physical Method, Chemical Method, Biological Method纳米银的制备及应用研究进展孙淑红，李文博，刘勇，朱艳*昆明理工大学，云南昆明收稿日期：2018年3月20日；录用日期：2018年4月27日；发布日期：2018年5月4日摘要纳米银具有良好的导电、导热、催化、光学及抗菌性能。
dna银纳米簇 荧光
dna银纳米簇荧光DNA银纳米簇荧光DNA银纳米簇（DNA silver nanoclusters，AgNCs）是一类由DNA序列和银离子组成的纳米材料。
由于其独特的光学性质，DNA银纳米簇在生物传感、荧光探针、光子学和生物成像等领域展示出巨大的应用潜力。
DNA银纳米簇的合成方法多种多样，常见的方法包括模板法、DNA辅助法和DNA自组装法等。
其中，模板法是最常用的合成方法之一。
在模板法中，DNA序列作为模板和还原剂，通过加入适当饱和度的银离子溶液，可以在DNA序列上形成银纳米簇。
DNA辅助法则通过在DNA序列上引入辅助剂，如多酚类化合物或其他金属离子，来促进银纳米簇的形成。
DNA自组装法则是通过DNA序列间的碱基互补配对作用，实现银纳米簇的自组装。
DNA银纳米簇具有独特的荧光性质，主要表现为荧光发射峰位于400-600 nm范围内。
这种荧光性质使得DNA银纳米簇成为一种理想的荧光探针。
通过改变DNA序列的碱基组成、长度和排列方式等因素，可以调控DNA银纳米簇的荧光性能，使其在不同波长范围内发射荧光。
这为DNA银纳米簇在生物传感和生物成像等领域的应用提供了广阔的空间。
DNA银纳米簇在生物传感领域的应用主要包括检测DNA、RNA和蛋白质等生物分子的存在和浓度。
通过将特定的DNA序列与DNA 银纳米簇结合，可以实现对特定生物分子的高灵敏度检测。
此外，DNA银纳米簇还可以通过与其他荧光探针或荧光染料结合，构建复合探针，实现对多个生物分子的同时检测。
在生物成像领域，DNA银纳米簇可以作为一种新型的荧光探针，用于细胞和生物组织的显微成像。
由于其小尺寸和良好的生物相容性，DNA银纳米簇可以在细胞内部或体内被有效摄取，并发出明亮的荧光信号。
与传统的荧光染料相比，DNA银纳米簇具有更长的荧光寿命和更高的荧光量子产率，可以提供更高的成像分辨率和对比度。
DNA银纳米簇还可以应用于光子学领域，如激光器、光纤通信和光电器件等。
以曙红Y为稳定剂合成银纳米簇并用于pH的检测分析
以曙红Y为稳定剂合成银纳米簇并用于pH的检测分析舒鑫宇，龙云飞*(湖南科技大学化学化工学院，湖南湘潭411100)Silver Nanoclusters were Synthesized with Eosin Yas Stabilizer and Used for pH DeterminationShu Xinyu,Long Yunfei*(Hu’nan University of Science and Technology,Xiangtan411100,China)Abstract:In recent years,silver nanoclusters(AgNCs)have received widespread attention due to their unique structure and excellent optical properties.In this study,Eosin Y was used as stabilizer,AgNO3and NaBH4were added as reaction reagents,and silver nanoclusters were prepared by chemical reduction.The AgNCs showed a strong fluorescence emission at512nm when excited at480nm.From the experiment,the degree of fluorescence quenching increases gradually with the decrease of pH between pH=2and pH=5.The linear of fluorescence regression equation of IF=27.76pH-39.59was obtained with the correlation coefficient of r=0.9960.Thus,a sensitive and rapid method was developed for the detection of pH.Keywords:Ag nanocluster；pH；Fluorescence spectra；UV absorption spectrum；TEM金属纳米团簇(NCs)是一种特殊的金属纳米粒子，通常由几个金属原子(如Ag、Au、Cu等)组成[1-4]。
银纳米材料的合成及其表面增强拉曼光谱研究
银纳米材料的合成及其表面增强拉曼光谱研究近年来，银纳米材料作为一种新型的纳米材料，在生物医学、传感器等领域得到了广泛的应用。
在这些应用中，银纳米材料的表面增强拉曼光谱成为了研究的重点。
本文将介绍银纳米材料的合成及其表面增强拉曼光谱研究。
一、银纳米材料的合成方法银纳米材料的合成方法多种多样，其中比较常见的方法有光化学还原法、化学方法、电化学合成法等。
下面分别介绍这几种方法。
1. 光化学还原法光化学还原法是利用光化学反应来还原银离子生成纳米银颗粒。
该方法通常需要使用外部光源，如紫外线或可见光，以激发还原剂的电子。
常用的还原剂有氢气、乙二醇、琼脂等。
该方法操作简单，可以获得分散性好、粒径均一的银纳米颗粒。
2. 化学方法化学方法是应用化学反应原理来制备纳米银颗粒。
该方法通常使用还原剂和保护剂，其中还原剂可以为硼氢化钠、氢氧化钠等，而保护剂则可以为聚乙烯醇、纳米硅胶等。
该方法可控性好，可以通过调整反应条件来控制银纳米颗粒的形状和尺寸。
3. 电化学合成法电化学合成法是利用电极还原银离子生成银纳米颗粒。
该方法需要使用电极，常见的电极有玻碳电极、金属电极等。
在电解质溶液中，施加一定的电压和电流，通过电化学反应或电解作用来合成银纳米颗粒。
该方法可以获得一定粒径分布的银纳米颗粒，且具有较好的重复性。
二、表面增强拉曼光谱表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）是指在表面增强效应作用下，使弱信号的拉曼散射特征峰增强的技术。
该技术可以由于在特定的条件下表面增强效应的作用，将微量分子的拉曼信号增强至100~1014倍。
SERS 技术可以用于物质的定性、定量、表面及界面分析等领域。
下面介绍SERS技术在银纳米材料上的应用。
1. 银纳米颗粒表面增强拉曼光谱银纳米颗粒具有良好的表面增强效应，这是因为在银纳米颗粒表面存在较多的电场增强点，使得局部电场强度增强了数千倍。
该效应可以使拉曼信号增强至极大值。
金属纳米团簇的合成及催化性能研究
金属纳米团簇的合成及催化性能研究金属纳米团簇是指金属原子数量在2~100个之间的纳米粒子。
随着纳米技术的发展，不同的制备方法已经被开发出来，其中包括溶剂热法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、水相法等。
合适的合成方法可以控制金属纳米团簇的大小和形状。
此外，金属纳米团簇还具有催化性能，在化学合成、环境处理等领域得到广泛应用。
一、溶剂热法合成金属纳米团簇溶剂热法是一种常见的合成金属纳米团簇的方法。
其基本步骤包括将金属前驱物和表面活性剂混合后在高温高压的溶剂中反应。
利用该方法可以合成各种金属纳米团簇，如银、金、铂、铜等。
二、物理气相沉积法制备金属纳米团簇物理气相沉积法是通过磁控溅射或电子束蒸发将金属蒸发到反应室中，然后通过控制气氛和压力使金属沉积到基底上，形成纳米团簇。
该方法可以制备出具有较好形貌和尺寸的纳米团簇。
三、化学气相沉积法制备金属纳米团簇化学气相沉积法是利用金属有机物等物质，在高温下在气相中分解生成金属纳米团簇，并使其在载体上沉积形成薄膜或粉末。
该方法可以制备出多种金属的纳米团簇，如Au、Ag、Pd、Ni等。
四、水相法合成金属纳米团簇水相法是一种简单易行的合成金属纳米团簇的方法，将金属盐和还原剂同时加入水中反应，生成纳米团簇。
此法是一种简单便捷的制备方法，它能够合成大小均匀、分散性好、化学性质稳定的高精度金属纳米团簇。
五、金属纳米团簇的催化性能金属纳米团簇在催化领域应用广泛。
它们具有许多优异的方面，在催化反应中表现出高效、高选择性、费用低等特点。
金属纳米团簇被广泛应用于化学合成、环境保护、生物医药等领域。
例如，在催化氧化反应中，金属纳米团簇具有良好的催化活性和高的选择性。
在环境处理中，金属纳米团簇可以对废水中的有害物质进行高效分解。
在生物医药领域，金属纳米团簇可以用于抗菌、抗癌等治疗方法。
六、总结金属纳米团簇的合成和催化性能研究是当前的热点领域之一。
随着纳米技术的发展，越来越多的制备方法和应用领域被发掘出来。
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发光银纳米团簇的合成及发光机理研究
发光金属纳米团簇是近几年才发展起来的一类新物质。
近年来,科研工作者发现化学合成的金、银、铜、铂等纳米结构小于一定尺寸(一般为2 nnm)可能具有强烈的发光特性。
由于发光金属纳米团簇在生物探针、细胞成像、化学催化等多个方面具有广泛的应用前景,所以吸引了广大科研工作者的兴趣。
但是到目前为止,此方面的研究主要集中在新型发光金属纳米团簇的合成及应用,对其发光机理方面的研究相对较少。
目前已有的理论并不能完全解释发光金属纳米团簇荧光发射的原因。
针对此问题,在本论文中我们首先使用紫外光照还原法制备了尺寸介于2-5nnm之间,粒径分布均匀,发光波长位于650nm附近的发光银纳米团簇。
并采用此模型研究了银纳米团簇的发光机理。
通过实验,我们发现制备过程中COO-:Ag+比例、pH值等参数的变化会对样品435nm以及505nnm两吸收峰的强度产生影响,但对两吸收峰位置没有影响。
所以,我们认为纳米团簇的吸收峰位置并不是由于银核中原子数目决定的。
我们建议435nm的吸收峰是由于形成的Ag(0)核中的等离子共振引起的。
这与直径为几十到几百纳米量级的Ag纳米颗粒在400nm左右的表面等离子共振吸收峰非常接近。
而505nmm处吸收峰则是由于配体上的COO-中氧原子上的电子转移到银离子后再转移到中心银原子上引起的(Ligand-Metal-Metal Charge Transfer: LMMCT).因为其发光波长一直位于650nm附近并不随制备参数的改变而改变,所以我们认为团簇中原子数目的变化对其发光波长的影响较小。
同时,我们还研究了模板剂类型对银纳米团簇的生成以及荧光发射性质的影
响。
我们采用聚甲基乙烯基醚-马来酸(PMVEM)和聚苯乙烯磺酸钠(PSSS)代替PMAA,初步研究了模板剂的作用。
对于配体中含有COO-的PMVEM,其合成的Ag NC的尺寸相对较小,并且也具有较强的荧光发射。
但是对于配体中不含COO-的PSSS,能够合成类似尺寸的Ag NCs,但是没有荧光产生。
此实验结果再次证明了Ag NCs团簇的发光是由于配体到金属-金属的电荷转移引起的。
通过对上述实验现象的分析,我们首先提出了
Ag(0)NCs@Ag(I)-carboxylate核壳结构模型来解释银纳米团簇的发光机理。
我们发瑚Ag NCs的发光与壳层Ag(Ⅰ)含量有很大的关系,所以我们认为银纳米团簇的发光机理应该是COO-配体中氧原子上的电子转移到壳层Ag(I)银离子上,之后到Ag(0)核的配体到金属-金属电荷转移(Ligand-Metal-Metal Charge Transfer: LMMCT)以及之后的弛豫过程引起的。
此外,我们观察到银纳米团簇的发光波长强烈依赖于激发波长。
我们尝试用表面等离子与银簇发光体强耦合的模型解释了团簇的发光波长依赖于激发波长的特性,其理论模拟与实验结果基本相符。