表面洁净、高活性贵金属纳米材料的合成及性能研究

The project intends to get surface-clean,spherical shell, porous mesoporous structure with high catalytic properties noble(such as Au, Ag, Pt, Pb) nanomaterials by used of the controlled synthesis technology(such as chemical reduction, ultrasound, ultraviolet light-induced, lasers, and other means of preparation).It will be discussed that the formation mechanism and control approach of composing and structure of surface-clean and special morphology nanoparticles. Besides, we will also deeply explore the catalytic mechanism of the surface-clean nanostructures to guide the further design and synthesis of this kind of nanostructured catalyst. The implementation of the project will expand the synthesis method and application spectrum of Surface-clean and active noble nanoparticles, and bring some new chances for the fields of energy, organic catalysis, biomedical applications and so forth. In a word, this project is very important in both of the theoretical research and pratical applications.

本项目拟采用表面洁净的控制合成技术，利用化学还原或超声、紫外光诱导、激光等手段制备贵金属类（如Au, Ag, Pt, Pb）球壳、多孔、介孔结构，获得具有高活性的多种贵金属纳米材料。研究表面洁净纳米材料的生长机制及可控制备方法；研究多种形貌、结构、尺寸的贵金属材料的各种催化性能及生物活性的影响，系统探讨表面洁净在催化中意义。探究其在生物医学领域的应用。本项目的研究可以提供一系列极简、高产的贵金属纳米材料的制备方法，提高贵金属纳米材料的多种催化活性，为纳米生物催化活性提高开发一种新的思路，有望获得高活性和高效率的新型纳米生物医药单元，具有重要理论意义和潜在应用价值。

本项目利用水热、溶剂热法等方法制备了表面洁净空心纳米金，荧光活性金纳米粒子，Mn2+ 掺杂的NaYF4:Yb,Tm纳米粒子，Mn2+ 掺杂的NaYF4: Yb, Er 纳米棒，多孔的 CuO 纳米带，以及NaYF4:Yb,Tm/NaGdF4 核壳结构纳米粒子。利用紫外吸收光谱、发光光谱、TEM、SEM、XRD、Zeta电位分析等手段进行了表征。采用配体交换的方法（修饰一层聚丙烯酸）对所制备的纳米材料进行了功能化修饰。结合荧光共振能量转移（FRET）、内滤效应（IFE）、荧光能量转移（FET）、化学发光能量转移（CLET）等原理，实现了二价铅离子、血清铁蛋白、前列腺特异抗原、人甲胎蛋白（AFP）、水合肼等物质的定量检测。利用表面洁净空心纳米金球对对硝基苯酚进行催化还原。以功能化的稀土掺杂红区和近红外发光上转换纳米粒子为供体，金纳米棒为受体，结合核酸适配体（aptamer）和免疫分析的特异性反应，构建了几种基于核酸适配体和基于人甲胎蛋白的免疫分析发光能量转移模型，建立了金属离子、肿瘤标志物（PSA）等物质在红区-近红外区高灵敏、高选择性的测定方法，并应用于血清样品的检测。相关部分研究工作已在Analyst、Journal of Luminescence，Biosensors and Bioelectronics，Langmuir，Chem. Lett. 等杂志上发表研究论文5篇。