生长法制备金纳米棒及其影响因素分析引言实验部分实验仪器与材料金纳米棒的可控合成结果与讨论金纳米棒的紫外可见光谱分析和图谱分析目录金纳米棒的生长机理银离子加入量的影响抗坏血酸加入量对金纳米的产生，同时激发金纳米棒强烈的吸收自然光，并且不同尺寸形状的金纳米棒具有出不同的光吸收特性，表现出不同的溶液颜色，如图所示。

概述图不同长径比的金纳米棒的照片紫外可见吸收光谱和数码照片。

对于球形金纳米颗粒，由于结构对称，等离子震动也是等方向性的，所以只有个光吸收谱代，表现出单的吸收峰。

如图所示，图球形金纳米颗粒的表面等离子共振示意图球形金纳米颗粒的吸收光谱。

但是对于金纳米棒，由于结构的不对称性，电子既可以沿着棒的长端震动，也可以沿着横向震动，因此金纳米棒具有个吸收带图，分别为纵向共振带和横向共振带，分别对应金纳米棒的长轴和短轴表面的电子共振，通过控制金纳米棒的长径比，就可以调控其表面等离子共振吸收。

对金纳米棒的形状和周围介质的折光率不敏感，般位于左右，与金纳米棒短轴方向的光吸收和散射有关。

然而随金纳米棒的长径比的增大，显示出明显的红移，并且对周围介质折光指数的任何变化都非常敏感。

概述特性因此高度依赖金属颗粒的尺寸形状表面电荷和周围介质环境的介电常数，因为这些因素都会极大影响到颗粒表面的电荷密度。

在众多金纳米棒用于传感的实例中，峰位和峰值变化都被作为传感器的重要响应指标，。

图各向异性的金纳米棒的纵向上和横向下表面等离子共振示意图金纳米棒的纵向和横向等离子共振吸收图。

金纳米棒在传感方面的应用金纳米棒由于具有独特的吸收和散射性质，引起了大批研究工作者的兴趣。

大量的研究工作已经探究了金纳米棒在传感催化成像生物医药光电器件信息储存等领域的应用。

本文重点介绍近年来金纳米棒在传感方面的些研究。

基于光吸收方法聚集法所谓聚集法就是指金纳米棒与待测物质之间通过物理或化学作用包括化学键静电引力等方式，诱导金纳米棒以有序的方式进行组装或无序的方式发生聚集，从而引起金纳米棒吸收峰和溶液颜色的变化。

由于金纳米棒具有较高的消光系数，溶液颜色等光学性质变化明显，这种方法被广泛应用在概述比色传感方面。

比色传感只需要裸眼观察溶液颜色变化，便可以实现对待测液的检测。

目前，金纳米棒的聚集比色法已广泛应用于多种金属离子葡萄糖，生物素蛋白质和溶液酸度等多方面的检测。

等报道了种快速选择性快速检测铜离子的金纳米棒基比色传感电极。

研究者先将半胱氨酸对金纳米棒进行功能化改性，形成，再依靠与半胱氨酸之间强烈的结合力，形成稳定的络合物，诱使金纳米棒发生头碰头组装，溶液颜色发生从蓝绿到暗灰色的变化，如图所示。

研究表明，在浓度在具有良好的线性响应，测定限，并且该方法方法简单快捷。

图对光谱的影响与的图比色传感测定的机理图以及溶液颜色变化。

等发现了利用金纳米棒聚集法测定的新方法。

这种方法的检测时间只有，并且检测极限低至。

研究者认为可以与金纳米棒发生强烈的作用力，结合形成聚集体，如图所示，并引起金纳米棒的紫外可见吸收光谱纵向等离子共振吸收峰发生蓝移。

概述图加入的金纳米棒的照片，加入不同浓度金纳米棒溶液的紫外可见吸收光谱变化自组装可以引起金纳米棒的等离子体共振吸收峰发生明显的偏移，尤其是峰。

等建立了种以金纳米棒自组装方式检测抗生素药物的新方法。

他们采用抗庆大霉素和庆大霉素欧联卵清蛋白分别对金纳米棒进行表面改性。

将两种金纳米棒相互混合后，由于抗和相互结合，两种金纳米棒就会以肩并肩的方式发生组装。

而再往溶液中加入以后，由于抗优先与结合，溶液中金纳米棒肩并肩自组装方式将受到破坏，如图所示，引起溶液的光学性质发生变化。

这种方法对于浓度范围在检测效果较好，检测限达到了。

图金纳米棒免疫检测示意图。

靶向分子诱导抗原和抗体改性的金纳米棒发生不同程度的肩并肩自组装。

等将金纳米棒包埋在溶胀性凝胶的网络中，报道了种超薄响应性聚甲基丙烯酸金纳米棒复合膜。

与以往大多诱概述导材料吸光强度变化的检测手段相比，这种敏感膜依靠凝胶网络的溶胀或收缩，如图所示，引起金纳米棒周围介质折光率的变化和金纳米棒彼此间的相互作用变化，最终通过检测凝胶膜吸收峰位置的变化来检测溶液的。

其在引起金纳米棒的纵向等离子共振吸收峰红移。

图敏感包埋金纳米棒水凝胶的制备过程通过氢键作用力结合的膜碱性环境洗去的膜溶胀状态浸渍金纳米棒的水凝胶膜在缓冲溶液中洗去多余的金纳米棒通过调节改变金纳米棒之间的相互作用。

非聚集法金纳米棒的吸收峰的峰位和峰强对金纳米棒的尺寸长径比和极小的形状变化以及周围介质的折光指数都非常敏感。

非聚集法就是分析金纳米棒的尺寸长径比形状和介质折射率的变化与待测物质浓度的关系，达到检测待测物质的目的。

相对于聚集法，目前非聚集法研究尚少，但发展极为迅速。

主要集中在金属离子的检测方面，如等方面，其中以检测研究最多。

另外还有用于生物试剂半胱氨酸的检测，但研究较少。

基于这种原理发展的非聚集传感器同样操作简单检测灵敏度高，并且检测手段溶液控制，具有良好的发展前景。

基于金纳米棒的形状变化单独的金属离子溶液大多不会影响金纳米棒的形态，但金属离子旦被还原为单质状态，就可能与金纳米棒两端裸露的的金发生结合，形成合金，改变金纳米棒的长径比和形状。

等首次提出了基于金纳米棒形状变化概述检测的检测方法。

首先通过选用强还原剂硼氢化钠将水样中的还原为，再通过与金纳米棒之间强烈的结合作用力，使与金纳米棒的两端结合，形成金汞齐，导致金纳米棒的长径比减小，峰蓝移。

这种方法检测的检测下限达到，但其也存在定弊端，由于硼氢化钠的强烈的还原性，其可以将金的氧化物还原为，容易引起金纳米棒溶液光谱的偏移，给实验结果带来了定的不确定性。

图与金纳米棒反应示意图金纳米棒与反应前后的和图不同浓度溶液中的金纳米棒的图。

等发现了种非聚集比色检测的新方法，研究者发现通过在含有的金纳米棒溶液中溶解氧气，可以催化刻蚀金纳米棒，使金纳米棒的长径比减小，改变溶液的颜色。

这种方法的线性范围和检测限分别为和，并且检测方法简单灵敏度较高。

等也发现抗坏血酸在溶解氧存在的情况下与相互作用产生的巯基自由基也可以诱导金纳米棒产生类似的融合变形。

概述图的紫外可见吸收光谱当含量分别为，和时，峰偏移量分别为，和。

半胱氨酸对生物体内依靠二硫键来保持结构和功能的蛋白质在分子内的交联起着至关重要的作用。

焦莉等基于对和结合的抑制效应，开发了种新颖的非聚集比色传感器。

研究者认为中的疏基可以与形成稳定的络合物，有效的抑制抗坏血酸还原的与金纳米棒的结合生成金汞齐，致使金纳米棒的峰红移，吸光度增大。

在最佳条件下，这种比色传感器的线性范围为，检测限可达。

并且该方法灵敏度高，选择性也较好。

为克服单金纳米棒稳定性差，输出信号不稳定等问题，等采用介孔二氧化硅包裹金纳米棒，作为新型纳米复合物制备非聚集比色传感器。

研究者首先在抗坏血酸和的混合物中加入定量的，制备，金纳米棒的吸收峰蓝移。

继续加入离子后，在的作用下，不再与金纳米棒结合，金纳米棒的吸收峰又发生红移，并伴随着溶液颜色从灰色蓝色灰色的变化。

学校代码学号或申请号密级硕士学位论文基于金纳米棒的新型非聚集比色传感器的研究作者姓名导师姓名学科门类工学专业名称皮革化学与工程培养院系材料科学与工程学院完成时间年月，原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，进行研究所取得的成果。

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保密论文在解密后应遵守此规定。

学位论文作者日期年月摘要摘要金纳米棒是种在可见光和近红外区具有独特光学特性的棒状金纳米颗粒，在吸收光谱上同时有横向和纵向表面等离子共振吸收峰。

随着金纳米棒长径比形状尺寸和环境介质物理性质的改变，其等离子共振吸收峰的位置不同，金纳米棒溶液也呈现出不同的颜色，为新型比色传感器的构筑和开发提供了理想的平台。

本文首先采用种子生长法制备金纳米棒，再将其分散于聚乙烯醇溶液中，以戊二醛为交联剂，制备了对二价汞离子有光学响应性的化学交联金纳米棒聚乙烯醇复合水凝胶。

用于检测时，在还原剂抗坏血酸的辅助下，溶液中的被还原为，与固定在凝胶网格中的金纳米棒结合形成金汞齐，导致金纳米棒的长径比减小，凝胶的颜色也显著改变。

该传感器对有良好的响应性和选择性，测量线性范围为，相关系数为，响应时间为。

通过对金纳米棒的固定，克服了金纳米棒在复杂检测环境中的稳定性问题，所构建的光学传感器具有制备方法简便稳定性高等优点，可用于水体中微量汞离子的检测。

甲醛是种具有强烈刺激性的化学物质，对人体健康有严重威胁。

本文利用金纳米棒和汞之间的强亲和性，在甲醛检测中引入为辅助试剂，利用甲醛在碱性环境中较强的还原性将还原为，通过检测金纳米棒纵向等离子体共振吸收峰的位置和溶液的颜色变化，发展了种新型的基于金纳米棒等离子体共振特性的非聚集法甲醛比色传感器。

将这种传感器用于实际水样中甲醛含量的测定，显示其具有高选择性高灵敏度等特点，是种实用性强和应用前景广阔的甲醛检测方法。

由于表面活性剂层的存在，用种子生长法制备的金纳米棒在溶液中带正电。

本文中以两性聚电解质