不同濃度糖水中球形Ag納米顆粒吸光度的研究

王娟

摘 要：實驗測量不同濃度糖水的折射率和球形Ag納米顆粒不同濃度糖水環境中的吸光度。實驗結果表明，糖水濃度一定，當顆粒半徑增大時，吸光度光峰值紅移；顆粒半徑一定時，糖水濃度增大，吸光度峰值紅移，并給出了吸光度峰值位置隨濃度之間的關系曲線。

關鍵詞：折射率 糖水 納米顆粒 消光法

中圖分類號：O657 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（a）-0153-02

Abstract：The extinction characteristics of spherical Ag nanoparticles in Different concentration of sugar were measured.The results show that the peak value is red shift when the concentration of sugar or the size of the Ag nanoparticle increased.At last，the extinction peak position versus the he concentration of sugar are derived out.

Key Words：Refractive index；Sugar solutions；Nanoparticle；Extinction method

近年來，貴金屬納米材料的光學性質研究受到廣泛關注，貴金屬納米顆粒因其獨特的性質已廣泛應用于分子熒光[1]、光伏電池[2]、光學傳感[3]、光電器件[4]、光熱治療[5]、LED光取出效率[6]等領域。貴金屬納米顆粒的光學性質與周圍環境介質的折射率緊密相關[7]，因此，可以通過測量貴金屬納米顆粒的吸光度峰值變化來測量周圍環境介質的折射率。該文實驗測量不同尺寸球形Ag納米顆粒在不同濃度的糖水中的吸光度，得到了吸光度共振峰與糖水濃度及顆粒尺寸的變化關系。

1 實驗

實驗測量部分包括不同濃度糖水折射率的測量和Ag納米顆粒在不同濃度糖水中的吸光度測量。實驗材料包括直徑為30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、70 nm、80 nm的球形Ag納米顆粒溶液、不同濃度的糖水。實驗儀器主要有阿貝儀、HR2000+光譜儀、超聲儀等。

1.1 環境折射率的測量

配置不同濃度的糖水，用阿貝儀測量環境折射率（不同濃度的糖水），得到糖水的折射率及對應的濃度。

1.2 光譜儀測量吸光度

取適量的Ag溶液放入已配置好的糖水中，用超聲震蕩20 min，使得納米顆粒分散均勻。取出適量樣品放入比色皿中，比色皿光程為1 cm，用HR2000+光譜儀測量相應糖水濃度環境下的納米顆粒溶液的吸光度。

2 實驗結果和討論

測量金納米顆粒溶液吸光度，吸光度與納米顆粒的濃度、納米顆粒大小、糖水的濃度等因素有關。筆者重點研究納米顆粒尺寸和糖水濃度和吸光度之間的關系。

2.1 糖水的濃度與折射率的對應關系

用阿貝儀測量不同濃度糖水的折射率，測量的結果如表1所示。

從測量結果可以看出，糖水的折射率隨濃度線性增大。把表1結果畫圖得到圖1。

2.2 相同的環境，不同的Ag納米顆粒半徑

濃度為13.8%，折射率為1.355 6的糖水中，不同直徑的Ag納米顆粒在該濃度糖水中的吸光度，實驗結果如圖2所示。從實驗結果中可以發現，糖水濃度一定，吸光度峰值位置隨著納米顆粒的尺寸增大而紅移。

2.3 相同的半徑，不同周圍環境

直徑為60 nm的Ag球形納米顆粒，測量其在濃度為13.8%、31.5%、54.4%、75.2%的糖水中的吸光度，實驗結果如圖3所示。從實驗結果中可以發現，尺寸大小一定，吸光度峰值位置隨著濃度增大而紅移，也就是隨環境折射率增大而紅移。

2.4 Ag納米顆粒在不同濃度糖水中吸光度峰值位置分析

實驗中，測量不同半徑的Ag納米顆粒在不同的濃度的糖水中的吸光度。通過吸光度峰值數據分析，擬合得到了直徑為60 nm的Ag納米顆粒共振波長與糖水濃度關系的線性關系。結果如下表2所示。

用同樣的方法，筆者分析了直徑為30 nm和80 nm的Ag顆粒吸光度峰值位置，總結如圖4所示。

3 結語

實驗測量了直徑在100 nm以下球形的Ag納米顆粒在不同濃度的糖水中的吸光度。當Ag納米顆粒尺寸一定，其吸光度峰值的位置隨著糖水濃度變化，吸光度峰值隨著糖水濃度增大而紅移規律；糖水濃度一定時，實驗發現隨著納米顆粒半徑增大，吸光度峰值紅移，并找到吸光度峰值隨糖水濃度變化關系。

參考文獻

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