PAMAM树形分子与Cd2＋的配位作用研究及CdS/PAMAM纳米复合材料的制备与表征

CdS半导体纳米簇具有独特的光、电性能, 如何制备均匀分散的、能够稳定存在的CdS纳米簇是目前的研究热点之一. 以聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为模板, 原位合成了CdS纳米簇. 首先用UV-Vis分光光度法研究了与树形分子的配位机理, 得出G4.5和G5.0的平均饱和配位数分别为16和34, 并发现在G4.5PAMAM树形分子中Cd^2＋主要与最外层叔胺基配位, 在G5.0PAMAM树形分子中Cd^2＋主要与最外层伯胺基配位. 酯端基的G4.5的模板作用要明显优于胺端基的G5.0. 通过改变Cd^2＋与G4.5树形分子的摩尔比可以得到不同粒径的CdS纳米簇. 溶液的pH值对CdS纳米簇影响很大, pH在7.0左右制备的CdS纳米簇粒径小而均匀, 且溶液稳定性高. 用UV-Vis分光光度计和TEM对CdS纳米簇的大小和形貌进行了表征. 结果表明TEM观测CdS纳米簇的粒径要大于用Brus公式的估算值.     

AgBr纳米簇：PAMAM树形分子模板法制备及光催化性能研究

以酯端基聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为模板，原位制备了AgBr纳米簇。由于酯端基的半代PAMAM树形分子起到“内模板”作用，制得的AgBr纳米簇粒径小、尺寸分布窄、稳定性好，并通过改变Ag⁺∶PAMAM树形分子的物质的量的比可以精确控制纳米簇的尺寸。AgBr纳米簇/树形分子纳米复合材料在光催化降解甲基橙方面具有很好的催化能力，且随纳米簇的尺寸减小，其催化能力增强。     

以聚酰胺-胺树形分子为模板制备AgI纳米簇

本文以聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为模板,原位制备AgI纳米簇.系统地研究了AgI纳米簇制备过程中各种反应条件如树形分子端基、反应时间、Ag⁺与PAMAM摩尔比等对AgI纳米簇粒径的影响,分别用紫外-可见光谱、荧光光谱、透射电镜等对所制备的纳米簇进行表征.在相同的条件下,以G4.5-COOH₃为模板较以G5.0-NH₂为模板制备的AgI纳米簇粒径小、分布均匀,这主要取决于G4.5-COOCH₃PAMAM树形分子所起的“内模板”作用.G4.5-COOH₃树形分子浓度为1×10^-5mol/L,Ag⁺与树形分子摩尔比为30:1时所制备的AgI纳米簇的粒径分布均匀、稳定性好,室温避光可稳定存在两个月以上.     

溶剂对聚酰胺-胺树形分子模板法原位制备CdS量子点的影响

为了研究非配位型溶剂对聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子的模板法制备CdS量子点的影响, 分别以水、甲醇及二者的混合物( ∶ ＝2∶1)为溶剂, 以4.5代PAMAM树形分子为模板制备了CdS量子点. 结果表明, 相同条件下, 以甲醇为溶剂时制备的CdS量子点为单晶, 平均直径2.7 nm, 尺寸分布窄, 发光强度高; 以水为溶剂制备的CdS量子点为多晶, 平均直径为5.7 nm, 尺寸分布宽, 发光强度低; 在甲醇与水的混合溶剂中制备的CdS量子点为单晶和多晶共存, 平均直径为4.1 nm, 尺寸分布及发光强度都居中. 这主要是由于树形分子的模板作用不同造成的. 树形分子在甲醇中能充分伸展, 起到内模板作用; 树形分子与水之间由双氢键作用而产生交联, 不利于Cd^2＋与树形分子内部基团的配位, 主要起到外模板作用; 在甲醇与水的混合溶剂中, 树形分子则同时起到了内模板和外模板作用.     

聚酰胺-胺型树形分子模板法制备Pt纳米簇

利用紫外-可见吸收光谱和红外光谱对Pt2＋与G5.5-COOCH3聚酰胺-胺型树形分子的络合机理进行了研究, 结果表明Pt2＋与G5.5-COOCH3 PAMAM的最外层叔胺基发生络合作用, 但两者之间达到络合平衡需要较长时间, 且平衡时间随Pt2＋与树形分子物质的量比增大而增长; Pt2＋与G5.5-COOCH3树形分子的最大络合数为50～55; 采用硼氢化钠还原法原位制备了G5.5-COOCH3 PAMAM包裹、平均粒径小于2 nm、多晶的球形Pt纳米簇, 并研究了Pt2＋与PAMAM物质的量比对Pt纳米簇形貌的影响, 实验结果表明, Pt2＋与PAMAM物质的量比为10时, 生成尺寸较小分布较窄的内型Pt纳米簇/树形分子复合材料, 而物质的量比为50时, 会生成部分尺寸较大、分布较宽的外型Pt纳米簇/树形分子纳米复合材料.     

紫外光辐照下以PAMAM树形分子为模板制备Ag纳米簇及光致发光性能研究

以G5.0-OH PAMAM树形分子为模板,用紫外光辐照法制备银纳米簇.用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱和共振散射光谱等对所制备的银纳米簇进行了表征.结果表明:用紫外光辐照法可以制备尺寸分布均匀、稳定的银纳米簇;且辐照时间、PAMAM树形分子的浓度及Ag⁺/PAMAM树形分子的摩尔比都会对所制备的银纳米簇产生较大的影响.由于所制备的银纳米簇的粒径小于树形分子的流体力学半径,表明树形分子起到了“内模板”作用.同时研究了银纳米簇的尺寸对其光致发光性能的影响,发现通过调节银纳米簇的尺寸可实现其光致发光的可调性.     

以PAMAM树形分子为模板制备Pd纳米簇合物

以酯端基聚酰胺-胺树形分子(PAMAM)为模板在甲醇溶剂中制备了Pd纳米簇合物. 采用紫外-可见分光光度法和红外光谱法研究了Pd²⁺与树形分子的作用机理, 结果表明, Pd²⁺与树形分子内部胺基基团(主要为叔胺基)产生了络合作用. 采用硼氢化钠还原法制备了树形分子包裹的、粒径为2 nm的球形面心立方Pd纳米簇合物. 紫外-可见吸收光谱研究结果表明, Pd²⁺与树形分子的摩尔比越小, 生成的纳米簇合物尺寸越小; 由于高代数树形分子具有封闭结构, 且其内部配体数目较多, 采用较高代数的树形分子(5.5代)比低代数(3.5代)更有利于得到尺寸小、分散性较好的Pd纳米簇合物.     

温度对聚酰胺-胺树形分子模板法制备CdS量子点的影响

为了研究温度对聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子的模板法制备硫化镉(CdS)量子点的影响, 以4.5代(G4.5, 64个甲酯端基)PAMAM树形分子为模板, 在－10～30 ℃的温度范围内制备了分散良好的CdS量子点. 用透射电子显微镜(TEM)表征了CdS量子点的形貌、尺寸; 用紫外-可见光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)表征了CdS量子点的光学性能. 发现在相同条件下, 制备温度从－10 ℃升高到30 ℃, CdS量子点粒径从1.8 nm增大到3.4 nm, 其中在10 ℃时制备的量子点的尺寸分布最窄; CdS量子点的吸收和发射光谱均随温度增大而红移, 其中10 ℃时制备的量子点的室温光致发光效率最高. 这表明制备温度决定了树形分子的配位基团与Cd^2＋的分离速度, 并影响了CdS量子点的成核和生长过程, 从而最终决定了CdS量子点的尺寸及尺寸分布、光致发光颜色和发光效率.     

低代端酯基PAMAM树形分子存在下银纳米颗粒的制备

在低代端酯基PAMAM树形分子(G1.5-COOCH₃)存在时，用氢气还原AgNO₃制备出银纳米颗粒。用透射电子显微镜(TEM)，电子衍射(ED)，紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和红外光谱(FT-IR)对所制备的银纳米颗粒进行了表征。实验结果表明，当用氢气作为还原剂时，以低代树形分子为保护剂，通过优化还原条件，可成功制备尺寸稳定、均一的银纳米颗粒，其粒径为2.9±0.5 nm，且所制备的银纳米颗粒的粒径分布较窄。根据树形分子的理论尺寸与制备的银纳米颗粒的粒径关系，可推断出大多数的银纳米颗粒是由多个树形分子所包围而稳定存在。     

金属离子对CdS量子点/聚酰胺-胺树形分子纳米复合材料光致发光性能的影响

以聚酰胺-胺树形分子为模板制备了分散好、尺寸均匀的CdS量子点，并用分光光度滴定法研究了Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺几种金属离子对其光致发光性能的影响。发现不同离子对CdS量子点的发光性能影响不同:Cd²⁺和Zn²⁺使量子点荧光增强，Pb²⁺、Cu²⁺和Mn²⁺使其荧光有不同程度淬灭。这归因于金属离子对CdS量子点表面的修饰作用。Cd²⁺能减少由S^2-悬键构成的非辐射复合中心，增强树形分子对量子点表面缺陷的钝化作用，并能在量子点周围形成类肖特基能垒，从而显著增大CdS量子点的光致发光效率。由于ZnS与CdS的晶格参数非常接近，Zn²⁺能起到与Cd²⁺类似的作用，使CdS量子点的发光效率大大增强。Pb²⁺和Cu²⁺能取代Cd²⁺在CdS量子点表面生成窄带隙的壳层，对其发光有很强的淬灭作用。由于块体PbS的带隙比块体CuS窄，故Pb²⁺的淬灭能力强于Cu²⁺。Mn²⁺能破坏Cd²⁺与PAMAM树形分子的配位键，降低树形分子对CdS量子点表面缺陷的钝化作用，且其本身在量子点表面构成了新的荧光淬灭中心，但Mn²⁺也能形成较弱的类肖特基能垒，故对量子点的发光淬灭作用较弱。     

PAMAM树形分子模板法原位制备CdS-ZnS核-壳结构量子点

以4、5代PAMAM树形分子(64个酯端基)为模板, 在树形分子空腔内原位合成了CdS-ZnS核-壳结构量子点, 并对其形貌和光学性能进行了表征. HRTEM观察发现量子点分散良好, 尺寸均匀, 平均粒径约为2.3 nm. UV-Vis光谱证明ZnS外延生长在CdS核外, EDS能谱也证明了核壳结构的生成. 适当厚度的ZnS壳层可使光致发光效率提高至31%. PAMAM树形分子包在CdS-ZnS核-壳结构量子点外, 构成一层有机壳, 有效地限制了粒子聚集, 钝化了CdS量子点表面, 提高了发光效率. 另外， PAMAM树形分子良好的溶解性也赋予了量子点在不同极性溶剂中良好的溶解性, 提高了其稳定性.     

以树形分子为模板制备银纳米颗粒

以硝酸银为原料,硼氢化钠为还原剂,PAMAM树形分子为模板兼稳定剂,制备出粒径分布范围在4～7mm的银纳米颗粒．实验发现,其他条件相同时,银纳米颗粒的粒径随着Ag^ ／树形分子摩尔比的增加而增加,并且树形分子代数越高,所起的模板作用越显著．还研究了溶液pH值的影响,发现当溶液pH值在7左右时,可以制得粒径较小、分散性较好的银纳米颗粒．用紫外-可见光谱,透射电镜(TEM)以及原子力显微镜(AFM)等测试手段对所制得的银纳米颗粒进行了表征．     

PAMAM树形分子对CaCO3结晶影响的研究

研究了不同端基的聚酰胺胺(PAMAM)树形分子对CaCO₃在水溶液中结晶的影响。分别利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对样品进行了分析。结果表明:没有树形分子存在时CaCO₃是粒径为10μm的菱形方解石晶体;端基为-COONa的树形分子存在时CaCO₃则是粒径为1～2μm的球形球霰石晶体;-COOCH₃端基PAMAM树形分子存在时得到的CaCO_{3相似文献}   

Pd/PAMAM(聚酰胺-胺)/SBA-15催化剂的制备及催化性能

利用聚酰胺-胺型(PAMAM)树形分子为模板制备出粒径可控的Pd纳米颗粒(Pd DEN),然后通过超声波法制备了SBA-15分子筛负载的Pd/PAMAM复合材料(Pd SDEN)。XRD和TEM测试表明,负载后Pd纳米颗粒的粒径没有变化,且均匀分布在分子筛的孔道中,SBA-15分子筛的结构也没有变化。以对硝基苯酚还原为例,测试了Pd SDEN的催化性能,与Pd DEN相比,其具有更高的催化效率,重复使用5次后仍具有较好的催化活性,反应速率仅下降4%,且Pd/PAMAM复合材料仍能稳定存在于分子筛的孔道中。     

高分子模板对CdS量子点制备及其光催化性能的影响

分别以球形聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子和线形聚乙烯吡咯烷酮(PVP)两种结构不同的高分子为模板, 原位制备了分散良好的CdS量子点(CdS QDs), 并以甲基橙为降解对象, 研究了高分子模板结构对CdS量子点的制备和光催化性能的影响. 结果表明, 以PAMAM 树形分子为模板制备的CdS量子点(CdS QDs/PAMAM)比以PVP为模板制备的CdS量子点(CdS QDs/PVP)的尺寸分布更窄, 激子吸收峰更明显, 光致发光(PL)强度更高|并且在量子点尺寸接近的情况下, CdS QDs/PAMAM的催化效率明显高于CdS QDs/PVP. 这是由于PAMAM树形分子独特的结构有利于生成尺寸均匀的CdS量子点, 且不易钝化量子点表面的活性位点|而线性的PVP分子量分布较宽, 使制备的量子点的尺寸分布较宽, 且PVP分子链缠绕在CdS量子点表面, 钝化了部分活性位点, 降低催化效率. 此外, CdS QDs/PAMAM的催化能力随粒径减小而增大.     

树形聚酰胺胺与 Cu2＋的络合作用

合成了4.0代聚酰胺胺 (PAMAM)树形分子 ,并合成出端基为羟基的PAMAM树形分子衍生物。用分光光度法研究了4.0代PAMAM树形分子及其衍生物与Cu2 的络合作用。结果表明当存在树形聚酰胺胺分子时 ,Cu2 水溶液的最大吸收波长显著紫移 ,随n(Cu2 )/n(PAMAM)增加 ,最大吸收波长红移 ;PAMAM树形分子与Cu2 的络合作用有多种形式 ,对端胺基树形分子主要存在Cu -N4 和Cu -N2 两种配位方式 ;对端羟基树形分子主要存在Cu -N2 的配位方式 ;随Cu2 的加入 ,络合形式和各种络合形式的相对比例发生变化 ;pH对络合形式有较大影响;随代数的增加 ,树形分子所能络合Cu2 的最大数目不断增加 ,但理论值与实验值有一定的误差     

树形聚酰胺胺与Cu^2＋的络合作用

合成了4．0代聚酰胺胺（PAMAM）树形分子,并合成出端基为羟基的PAMAM树形分子衍生物,用分光光度法研究了4．0代PAMAM树形分子及其衍生物与Cu^2 的络合作用,结果表明当存在树形聚胺胺分子时,Cu2 水溶液的最大吸收波长显著紫移,随n(Cu2 )/n(PAMAM)增加,最大吸收波长红移,PAMAM树形分子与Cu2 的络合作用有多种形式,对端胺基树形分子主要存在Cu-N4和Cu-N2两种配位方式;对端羟基树形分子主要存在Cu-N2的配位方式,随Cu2 的加入,络合形式和各种络合形式的相对比例发生变化,PH对络合形式有较大影响;随代数的增加,杩形分子所能络合Cu2 的最大数目不断增加,但理论与实验值有一定的误差。     

金纳米颗粒的水相法合成及荧光性能

在水溶液中,以PAMAM树形分子为模板,乙醇为还原剂,制备了树形分子包裹的金纳米颗粒,其水溶性好,可以稳定放置1年以上;通过控制Au3+与PAMAM树形分子的摩尔比,可以得到粒径可控的金纳米颗粒,其粒径范围为1～4nm,分别在385和402nm处出现强的共振瑞利光散射峰和荧光峰.室温下,荧光量子产率达到10%以上,比其它文献报道的金纳米颗粒的荧光量子产率高2个数量级以上,这一特性使其在潜指纹识别、光催化等方面具有很大的应用潜力.     

表面修饰纳米CdS制备中两个重要影响因素及结构表征

利用溶胶-凝胶法制备了PVP表面修饰的CdS纳米晶粒。考察了影响纳米CdS制备的两个重要因素Cd²⁺/S^2-和PVP,及其作用机理。确证表面过剩S^2-和PVP在反应体系中的作用是在较高浓度下制备纳米CdS的两个重要因素,进一步确定了PVP的最佳用量。通过TEM、ED、XRD、FT-IR等手段对合成的纳米粒子进行了结构表征,最小粒径为7～10nm,闪锌矿构型,粒子大小及形貌可通过改变Cd²⁺/S^2-及反应物浓度来控制。最后给出了CdS/PVP纳米晶粒的结构模型。     

γ射线辐照法制备CdS纳米棒及性能表征

在pH=3的酸性条件下,以硫酸镉和硫代乙酰胺(TAA)为反应前驱体,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)自组装形成的管状胶束(PVAC)为模板,通过γ射线辐照法成功合成了CdS纳米棒,并通过XRD、UV-Vis、SAED、TEM和PL等技术对反应中间产物及最终产物进行了表征。研究表明,该方法在Cd²⁺浓度为0.015 mol·L^-1、辐照剂量为15～20 kGy时,可获得直径在100 nm以下,长度在3 μm以上的CdS纳米棒;并且较低的辐照剂量和反应物浓度有利于获得较大长径比的CdS纳米棒。