一种飞秒激光制备金属纳米材料的方法
随着近几十年的发展，纳米科学已经成为当今热门的科研领域之一。而金属纳米粒子由于其特有的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质，成为纳米科学研究的重点。相应的金属纳米材料已经被应用于生物传感、催化、电子工业、光学等诸多领域。当前已有多种制备金属纳米材料的方法，如气相法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法、化学还原法、热降解法、光还原法等。其中光还原法的原理是部分金属具有表面等离子体共振的性质，能在可见光区域下吸收光的能量。当有某一特定的光源对含有金属离子的溶液进行照射时，可以将金属离子还原。如果控制适当的反应条件，就能够得到不同形貌和尺寸的金属纳米材料。与其他方法相比，光还原法具有操作简单，反应温和等优点，因此也成为制备金属纳米材料的一种常见的方法。目前已报道的用光还原法制备金属纳米材料主要是用紫外光照射含有金属离子的水溶液，得到金属纳米材料。也有报道用可调节光波长的二极管灯照射含有还原剂的硝酸银溶液，得到不同形貌的银纳米材料。但是这些光源由于光强较低，往往需要很长的照射时间才能反应完全。如果使用能量密度高、定向性好的激光器照射的话，则可以在较短时间内就能使金属离子还原，制备出金属纳米材料。
本文目的:针对现有技术中存在的不足，是提供一种飞秒激光制备金属纳米材料的方法，使其具有具有操作简单，耗时较短，环境友好，形貌及尺寸可控等特点。所制备的金属纳米材料可用于催化、电化学、表面拉曼增强或生物医学等领域。具体技术方案如下：
—种飞秒激光制备金属纳米材料的方法:直接用激光对准金属盐溶液进行照射，得到不同形貌的金属纳米材料；其中，激光照射的时间为l~3600s，入射激光的平均功率为5~400mff,金属盐溶液的浓度为lmmol/L~lmol/L。金属盐溶液的浓度，优选为10~100mmol/L。激光照射的时间，优选为600~1200s。入射激光的平均功率，优选为20~50mW。激光照射样品，有光线通过透镜聚焦后照射和直接照射两种方式。所用的光源为飞秒激光器，其产生的激光具有脉冲持续时间短、峰值功率极高的特点。在总输出功率较小的情况下，飞秒激光器也能为一些需要很高能量才能发生的化学反应提供足够的能量。而飞秒激光总输出功率并不大，因此不会导致材料被烧毁。
与现有的技术相比，此方案的优点包括:本发明采用上述工艺方法，简单方便、无需添加任何还原剂或表面活性剂，且反应条件简单易控、环境友好。所制备的金属纳米材料形貌及尺寸可控，可应用于催化、电化学、表面拉曼增强或生物医学等领域。