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Cu/C核/壳纳米结构的气相合成、形成机理及其光学性能研究

黄小林 侯丽珍 喻博闻 陈国良 王世良 马亮 刘新利 贺跃辉

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Cu/C核/壳纳米结构的气相合成、形成机理及其光学性能研究

黄小林, 侯丽珍, 喻博闻, 陈国良, 王世良, 马亮, 刘新利, 贺跃辉

Preparation, formation mechanism and optical properties of C/Cu shell/core nanostructures

Huang Xiao-Lin, Hou Li-Zhen, Yu Bo-Wen, Chen Guo-Liang, Wang Shi-Liang, Ma Liang, Liu Xin-Li, He Yue-Hui
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  • 采用乙酰丙酮铜为原料, 通过化学气相沉积大批量制备出Cu/C核/壳纳米颗粒和纳米线. 研究结果表明, 通过控制沉积温度可对Cu/C核/壳纳米材料的形貌和结构进行很好的控制. 比如, 沉积温度为400 ℃时可获得直径约200 nm的Cu/C核/壳纳米线, 沉积温度为450 ℃ 时可获得直径约200 nm的Cu/C核/壳纳米颗粒和纳米棒的混合产物, 沉积温度为600 ℃时可获得直径约22 nm的Cu/C核/壳纳米颗粒. 获得的Cu/C核/壳纳米结构是由一个新颖的凝聚机理形成的, 而这种机理不同于著名的溶解-析出机理. 紫外-可见光谱和荧光光谱分析结果表明: Cu/C核/壳纳米线和纳米颗粒均在225 nm处出现Cu的吸收峰, 同时在620 和616 nm处分别出现了纳米线和纳米颗粒的表面等离子共振吸收峰. Cu/C核/壳纳米线在312 和348 nm处、 Cu/C核/壳纳米颗粒在304 和345 nm处出现荧光发射谱峰.
    Copper/carbon core/shell structure nanoparticles and nanowires are successfully synthesized by using a one-step low-temperature metal-organic chemical vapor with copper (II) acetylacetonate powders as precursor. Morphology and structure of copper/carbon core/shell nanomaterial can be well controlled by deposition temperature For instance, copper/carbon core/shell nanowires about 200 nm in diameter can be produced at 400 ℃. The mixture of nanowires and nanoparticles can be produced at 450 ℃. At 600 ℃ the production is the copper/carbon core/shell nanoparticles about 22 nm in diameter. The obtained copper/carbon core/shell nanostucture is found to be formed by a novel coalescence mechanism that is quite different from the well-known dissolution-precipitation mechanism The optical property of copper/carbon core/shell nanostructure is investigated Uv-vis spectrometer and the fluorescence spectrometer (PL). The results show that the surface plasma resonance peaks of copper/carbon core/shell nanowire and nanoparticle are located at 620 nm and 616 nm respectively. At 225 nm, copper absorbing peak can be found. The PL peaks of copper/carbon core/shell nanowires are located at 312 nm and 348 nm, and the PL peaks of copper/carbon core/shell nanoparticles are observed at 304 nm and 345 nm.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50804057, 51074188)、中南大学博士后基金和湖南省教育厅自然科学基金(批准号: 08C580)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50804057, 51074188), the Central South University Postdoctoral Fundation and the Natural Science Foundation of Hunan Province, China (Grant No. 08C580).
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-09
  • 修回日期:  2013-01-11
  • 刊出日期:  2013-05-05

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