[发明专利]基于飞秒激光的高催化活性金纳米棒制备方法及其系统

权利要求书

1.一种基于飞秒激光的高催化活性金纳米棒的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)合成金种子溶液：

将摩尔浓度为0.01mol/L的四氯金酸溶液注入到摩尔浓度为0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，再将摩尔浓度为0.01mol/L的冰硼氢化钠溶液一次性加入，快速搅拌2～4分钟，得到金种子液，金种子液中四氯金酸、十六烷基三甲基溴化铵和硼氢化钠的摩尔浓度分别为(0.3～0.5)mmol/L、(0.07～0.09)mol/L和(0.7～0.9)mmol/L；

(2)通过种子液生长法合成金纳米棒溶液：

将摩尔浓度为0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液、摩尔浓度为0.01mol/L的四氯金酸(HAucl₄)溶液和摩尔浓度为0.01mol/L的硝酸银(AgNO₃)溶液混合并搅拌，再加入摩尔浓度为0.1mol/L的抗坏血酸(C₆H₈O₆)溶液，得到混合液，混合液中十六烷基三甲基溴化铵、四氯金酸、硝酸银和抗坏血酸的摩尔浓度各为0.07～0.09mol/L、0.4～0.6mmol/L、0.06～0.07mmol/L和0.6～0.9mmol/L，在混合液中加入步骤(1)的金种子液，静置3小时，得到金纳米棒溶液，金纳米棒溶液中金种子液和混合液的体积比为1:(143～250)；

(3)对步骤(2)的金纳米棒溶液进行离心分离，离心分离转速为5000～8000rpm/min，离心分离时间为10～15min，将离心分离得到的金纳米棒滴在硅基底上；

(4)搭建一个基于飞秒激光的高催化活性金纳米棒制备系统，包括飞秒激光器、衰减片、半波片、第一反射镜、第二反射镜、电控快门、二向色镜、倍频晶体、载物台、分束镜、照明灯和相机；其中，飞秒激光器、衰减片、半波片和第一反射镜构成共光轴，飞秒激光器产生的飞秒激光脉冲经过衰减片调节能量后，经过半波片调整偏振方向，再通过第一反射镜和第二反射镜改变传播方向，经过电控快门，由二向色镜改变传播方向，二向色镜的一侧设置倍频晶体和载物台，通过倍频晶体改变波长，最后辐照到载物台上，装有金纳米棒的硅基底置于载物台上，二向色镜的另一侧设置由分束镜、照明灯和相机组成的观测系统，照明灯发射出照明光，经过分束镜到达硅基底表面，反射回相机，以观察高催化活性金纳米棒的制备过程；

(5)将飞秒激光脉冲入射到步骤(3)的硅基底上，飞秒激光通量为0.2～2.1mJ/cm²，飞秒激光照射时间为5～15min，调节飞秒激光波长为400～800nm，使硅基底上金纳米棒表面电场分布发生变化，实现金纳米棒表面原子的部分剥离，得到高催化活性金纳米棒。