鹽誘導金納米粒子自組裝和沉降制備具有寬波段吸收特性的黑金

張夢瑤，余仁鵬，韓 梅，劉建芳，李末霞，胡家文，田中群

(1.湖南省二維材料重點實驗室，湖南大學化學化工學院，長沙410082；2.廈門大學固體表面物理化學國家重點實驗室，廈門361005)

等離激元黑體外觀呈黑色，可作為吸收寬波段光的超材料.與半導體材料的帶隙躍遷吸光機制不同［1］，等離激元黑體是通過等離激元的激發(即貴金屬微納結構中的自由電子在光作用下的集體振蕩)而導致激發光被強烈吸收［2］.從微觀結構看，等離激元黑體是由不同尺度的微納結構構成的集合體，因此其具有不同頻率的多個等離激元模式，可以吸收寬波段的光［3，4］.由于具有等離激元性質和寬波段的吸光特性，等離激元黑體在表面增強拉曼散射(SERS)［5，6］、光催化［7］、光熱治療［8］、太陽能蒸汽發電［9］和海水淡化［10，11］等領域具有重要的應用.

目前，已發展出多種制備黑金的方法，如自組裝［12］、直接的化學合成［5］和直流磁控濺射［13］等，并系統研究了其吸光性能.最近，我們［6］報道了一種可以快速制備黑金的過電流電沉積法，并研究了其SERS 特性.金納米粒子是一種廣泛應用的等離激元納米材料，目前已有成熟的合成方法［14，15］.但是，通常制備的金納米粒子為孤立、分散的納米結構，其等離激元局限在狹窄的光譜范圍內，從而限制了對光的吸收和利用.本文利用膠體科學中經典的DLVO 穩定機制［16］，通過鹽誘導金納米粒子自組裝和沉降的方法來制備具有寬波段吸收能力的黑金，并進一步研究了其光吸收、光熱轉換和SERS 性能.