采用等离子体气相凝聚技术制备了银纳米团簇颗粒, 开展了实验条件及工艺参数对团簇平均粒径和粒径分布的影响。利用四极质谱分析仪在线测量了银纳米团簇的粒径尺寸与分布, 并与透射电子显微镜(TEM)离线测量值进行比对。研究结果表明: 保持其他参数不变时, 增大结露区长度或溅射电流, 银纳米团簇的平均粒径尺寸将增大; 增加氩气流量, 银团簇粒子平均粒径也相应增大, 但当氩气流量增至60 mL/min以上时, 其平均粒径反而会减小。而氦气的加入会使平均粒径尺寸减小。在各工艺参数中, 溅射电流和氩气流量是影响银纳米团簇平均粒径的主要因素。通过调节工艺条件, 获得了平均粒径尺寸为2, 4和6 nm的银纳米团簇, 四极质谱仪监测的粒径分布与TEM离线表征结果总体一致。

采用量子化学B3LYP(含电子相关效应的杂化密度泛函)方法和HF(Hartree-Fock, 哈特利-福克)方法, 在6-31+G**(C, H, N, O)/LANL2DZ(Ag)水平上, 对TH(Thymine, 胸腺嘧啶)分子进行了几何结构优化, 计算了TH分子的NRS(normal Raman scattering, 常规拉曼散射)光谱和TH与Ag原子以及Ag2团簇吸附的SERS(surface-enhanced Raman scattering, 表面增强拉曼散射)光谱, 并将两种理论方法计算的结果和实验值进行比较。 结果表明: 对于NRS光谱, 采用DFT方法的计算结果比HF方法的计算结果更符合已有实验值； 而对于SERS光谱, 采用HF方法的计算结果更好。 最后, 通过GaussView可视化软件, 对TH分子的振动频率进行了更为全面地归属。

以改性聚苯乙烯微球为模板,采用化学镀法在聚苯乙烯微球表面包覆一层银,在四氢呋喃溶液中将聚苯乙烯微球溶解,得到中空Ag纳米球壳。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对样品进行了表征及分析,并用紫外可见分光光度计研究了粒子的光学性质。实验结果表明:运用此法成功地制备出中空Ag纳米球壳的内径为250 nm,壁厚约为15 nm,并且成功地使纳米粒子的紫外吸收光谱由600 nm红移至900 nm左右,实现了在可见光至近红外光区调节Ag纳米结构的吸收峰。

采用自悬浮定向流技术制备银团簇纳米颗粒,理论分析了银团簇的成核机理与影响因素,实验研究了制备条件和工艺.结果表明:惰性气体的冷却效率、气体流速和压强、金属熔球的温度和大小是控制颗粒尺寸大小及分布的关键条件,制备粒径小于10 nm的团簇颗粒须采用氦气为载流气体;团簇颗粒流速越大,颗粒粒径越小,尺寸分布越窄,但颗粒生成数量越少.性能表征说明:制备的颗粒呈较规则的球形,为面心立方结构,分散均匀,表面纯净无氧化,粒径分布窄.理论与实验研究了银团簇纳米颗粒的光学吸收谱性质,证明表面等离子共振吸收峰与颗粒的尺寸有很强的相关性,随着颗粒尺寸的减小,由于量子尺寸效应,吸收峰将发生宽化和蓝移.

采用磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分光光度计(UV-Vis)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对其表征,研究了金团簇纳米颗粒的形貌、颗粒度、结构、光吸收性质及物质成份.研究结果表明:制备的金团簇纳米颗粒呈球形,平均粒径在10 nm左右,粒径分布均匀,无团聚、氧化现象,颗粒的结构为面心立方.在519 nm处出现团簇颗粒的表面等离子共振吸收峰,测试得到Au(4f7/2)和Au(4f5/2)电子的结合能分别为83.3 eV和86.9 eV,并且没有出现金的氧化产物.

应用密度泛函理论中B3LYP/LANL2DZ方法优化计算并分析了Ag_n(n=2～10)团簇的基态几何结构及电子性质。同时计算和讨论了银团簇的原子化能、能级分布、能级间隙、电子亲和能和电离势，所得理论计算值与实验值符合较好。研究结果表明：银小团簇的结构不同于块体，且随团簇尺寸大小而相应变化，原子化能和电子亲和势随原子尺寸的增加而增加，团簇的费米能级、电子亲和势和电离势随团簇大小变化具有明显的奇偶振荡特性，并对此作了分析。团簇的电子性质和几何结构之间的密切关系及其随团簇尺寸大小变化的规律，可以从理论上确定团簇的最稳定结构，并可对实验观测结果做出解释。