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纳米科学研究不仅越来越成为热点而且其所涉及的领域也越来越广。纳米科技有望为解决当今的一些世界难题(例如水污染和能源短缺等)提供很多有益方法和良好思路。本文主要是利用纳米金粒子和碳纳米材料(富勒烯和石墨烯)两者的独特结构和化学特性,以合成具有优异性质的新型纳米复合材料。根据使用的碳纳米材料的种类差异,主要合成了两种纳米复合物:纳米金-富勒烯和纳米金-石墨烯,并且探讨了其潜在的应用。
首先,制备了连接有富勒烯(C60)的纳米金(GNPs)。此纳米复合材料(Nanocomposite)是通过纳米金表面含有氨基基团的有机分子与富勒烯上的双键相互发生氨基化反应(Aminationreaction)而制备得到。含有氨基基团的有机分子4-氨基苯硫醇/正己基硫醇是通过一步还原(One-potway)的方法得到的。这种制备方法不仅得到了氯金酸(Goldsalt,HAuCl4)还原而成的纳米金,而且将此种有机分子通过金-硫键(Au-Sbonds)连接到了纳米金粒子的表面。此简单化的反应体系不仅避免了化学产物需要的复杂纯化步骤,而且避免了连接两者之前要对富勒烯C60的化学修饰以及纳米金的交换反应(Exchangereactions)。
其次,近些年来,由于石墨烯(Graphene)出色的电子学和催化特性,其在分散或者构建纳米级别结构时是一个主要使用的纳米材料。获得良好的石墨烯-金属杂化纳米材料(Hybridnanomaterials)的巨大需要,促使我们探索发展了一种在液相中制备合成的复合物,4-氨基苯硫醇/正己硫醇保护的纳米金(4-Ainobenzenethiol/1-hexanethiolate-protectedgoldnanoparticles,aAuNPs)连接的石墨烯纳米复合材料(aAuNPs-GO)。此实验最终的结果显示,当这种纳米金(hAuNPs)中不含有氨基的时候,其很容易团聚(Aggregate)在石墨烯的表面。然而,当这种纳米金(aAuNPs)含有氨基的时候,分散性良好的纳米金可以通过电镜在石墨烯表面上观察的到。这表明,含有氨基基团是在石墨烯表面获得良好分散的纳米金必须的先决条件。这里所提出的制备aAuNPs-GO纳米复合物的方法,不仅提供了开发无损坏完整片层结构的,基于石墨烯的纳米复合物的便捷方法,而且此法明显改善了石墨烯的导电特性。