飞秒激光调控电置换反应制备可控贵金属纳米颗粒的方法技术

本发明专利技术公开的一种飞秒激光调控电置换反应制备可控贵金属纳米颗粒的方法，属于激光化学领域。本发明专利技术实现方法为：通过柱面镜空间光整形的飞秒激光调控单晶硅表面的局域自由电子密度，产生周期性无定形态转变，高效的形成大面积均匀改性微纳结构；进行电置换反应还原贵金属离子，相邻的单晶硅和无定形硅会形成类似于原电池的正负极结构，由于经激光诱导形成的无定形硅中含有大量悬键，使得其化学还原性更强，在电置换反应中作为负极失去电子，将电子传递到作为正极的单晶硅表面，使得贵金属纳米颗粒只选择性的沉积在未被激光改性的区域，实现简便、高效的制备大面积沉积位点可控的贵金属纳米颗粒，通过调控纳米颗粒的大小及分布密度提高其应用性能。

【技术实现步骤摘要】
飞秒激光调控电置换反应制备可控贵金属纳米颗粒的方法
本专利技术涉及一种飞秒激光调控电置换反应制备可控贵金属纳米颗粒的方法，属于激光化学领域。
技术介绍
贵金属纳米颗粒由于其独特的物理化学性质，在催化、表面增强拉曼散射、超疏水等领域有着广泛的应用。例如，铂由于其特殊的d带空位，目前被认为是氧还原反应中最佳的单金属催化剂；金因其优异的局域表面等离子体共振性能和化学稳定性，常被用于制备SERS检测基底。值得注意的是，贵金属纳米颗粒是否能够大面积可控的制备对其应用有极大的影响，例如对其沉积位点，大小，形貌的控制。目前制备贵金属纳米粒子的方法有很多，如光还原、电置换反应等,其中由于电置换反应成本低，对实验环境要求低，操作简便，无需额外能源输入等特点，常用来在基底表面还原贵金属纳米颗粒。电置换反应机理的如下：当贵金属离子作为氧化物的电极电势高于基底材料作为还原物的电极电势时，两者就会自发发生氧化还原反应，从而实现金属离子的还原沉积，并且贵金属纳米粒子的形貌和大小可以通过简单改变电置换反应的实验参数(如贵金属离子溶液浓度，反应时间等)来决定。然而仅通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.飞秒激光调控电置换反应制备可控贵金属纳米颗粒的方法，其特征在于：包括如下步骤，/n步骤一，通过空间光整形的飞秒激光加工系统，调控单晶硅样品表面的局域自由电子密度，产生周期性无定形态转变，高效的形成大面积均匀改性微纳结构；/n步骤二，在步骤一获得的周期性均匀改性结构的基础上，进行电置换反应还原贵金属离子，相邻的单晶硅和无定形硅会形成类似于原电池的正负极结构，由于经激光诱导形成的无定形硅中含有大量悬键，使得其化学还原性更强，在电置换反应中作为负极失去电子，将电子传递到作为正极的单晶硅表面，使得贵金属纳米颗粒只选择性的沉积在未被激光改性的区域，实现简便、高效的制备大面积沉积位点可控的贵金属纳米颗...

【技术特征摘要】
1.飞秒激光调控电置换反应制备可控贵金属纳米颗粒的方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一，通过空间光整形的飞秒激光加工系统，调控单晶硅样品表面的局域自由电子密度，产生周期性无定形态转变，高效的形成大面积均匀改性微纳结构；
步骤二，在步骤一获得的周期性均匀改性结构的基础上，进行电置换反应还原贵金属离子，相邻的单晶硅和无定形硅会形成类似于原电池的正负极结构，由于经激光诱导形成的无定形硅中含有大量悬键，使得其化学还原性更强，在电置换反应中作为负极失去电子，将电子传递到作为正极的单晶硅表面，使得贵金属纳米颗粒只选择性的沉积在未被激光改性的区域，实现简便、高效的制备大面积沉积位点可控的贵金属纳米颗粒；其中贵金属纳米颗粒的大小和分布密度通过改变电置换反应的时间来实现。


2.如权利要求1所述的飞秒激光调控电置换反应制备可控贵金属纳米颗粒的方法，其特征在于：所述空间光整形的飞秒激光加工系统包括飞秒激光器(1)、光路转换组(2)、衰减片(3)、光快门(4)、二向色镜(5)、柱面镜(6)、六维联动电控平台(8)、分束镜(9)、白光源(10)、CCD实时成像观测模块(11)和计算机辅助控制模块(12)；飞秒激光器(1)输出的高斯型激光经过光路转换组(2)、衰减片(3)、光...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜澜，李梓豪，胡洁，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11