Fe3O4/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合材料的制备与表征

以共沉淀法制备出Fe₃O₄纳米粒子,通过聚乙烯亚胺(PEI)修饰Fe₃O₄纳米粒子,再原位复合上Au纳米粒子,制得Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒微球。再将Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒与巯基乙酸修饰的量子点CdSe/CdS连接,成功制备了Fe₃O₄/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合微球。经过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光分光光度计、荧光显微镜、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)的表征。结果表明:多功能复合微球的粒径在40 nm左右,具有超顺磁性,剩磁,矫顽力近似等于零,饱和磁化强度为28.83 A·m²·kg^-1,同时兼有优越的荧光性能和金纳米粒子的特性。     

Fe3O4/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合材料的制备与表征

以共沉淀法制备出Fe₃O₄纳米粒子,通过聚乙烯亚胺(PEI)修饰Fe₃O₄纳米粒子,再原位复合上Au纳米粒子,制得Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒微球。再将Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒与巯基乙酸修饰的量子点CdSe/CdS连接,成功制备了Fe₃O₄/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合微球。经过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光分光光度计、荧光显微镜、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)的表征。结果表明:多功能复合微球的粒径在40nm左右,具有超顺磁性,剩磁,矫顽力近似等于零,饱和磁化强度为28.83A·m₂·kg^-1,同时兼有优越的荧光性能和金纳米粒子的特性。     

鲱鱼精DNA修饰纳米金催化Fehling反应——共振散射光谱法检测痕量Hg2＋

用鲱鱼精DNA (hsDNA)修饰10 nm的纳米金制备了Hg^2＋的hsDNA修饰纳米金共振散射光谱探针(AuhsDNA). 在pH 7.0 Tris-HCl缓冲溶液中及0.017 mol/L NaCl存在下, Hg^2＋与AuhsDNA形成稳定的Hg^2＋-DNA结合物, 引起AuhsDNA中的纳米金析出并聚集形成纳米金簇. 该溶液用150 nm滤膜过滤后, 滤液中过量的AuhsDNA可催化Fehling试剂-葡萄糖反应生成氧化亚铜微粒, 该微粒在580 nm处有一个较强的共振散射峰. 随着汞离子浓度增大, 形成的纳米金簇越多, 滤液中AuhsDNA越少, 生成的氧化亚铜微粒减少, 580 nm处氧化亚铜微粒的共振散射光强度线性降低, 其共振散射光强度降低值?I₅₈₀ nm与汞离子浓度在1～833 nmol/L范围内成线性, 回归方程、相关系数、检出限分别为 ?I_{580 nm}＋0.9, 0.9990, 0.3 nmol/L Hg^2＋. 该法用于废水中Hg^2＋的检测.     

Co3O4/ZnO修饰针灸针的制备及其在葡萄糖检测领域的应用

将Co₃O₄/ZnO针状纳米棒材料修饰到针灸针表面用于检测葡萄糖浓度的变化。首先采用水热法在针灸针表面得到Co（CO₃）_0.5（OH）·0.11H₂O针状纳米棒前驱体,然后在500 ℃条件下退火3 h得到Co₃O₄针状纳米棒阵列。再采用浸渍法将预制备好的ZnO量子点修饰到Co₃O₄针状纳米棒表面,得到Co₃O₄/ZnO复合修饰的针灸针。研究发现此针灸针对葡萄糖具有较好的电流响应（2 264.27 μA·L·mmol^-1·cm^-2）、较快的响应速度（<4 s）及较低的检测极限（0.311 μmol·L^-1（S/N=3））。且该针灸针在用于检测人体模拟细胞液中葡萄糖浓度时,对抗坏血酸和尿素等表现出较强的抗干扰性。     

Co3O4/ZnO修饰针灸针的制备及其在葡萄糖检测领域的应用

将Co₃O₄/ZnO针状纳米棒材料修饰到针灸针表面用于检测葡萄糖浓度的变化。首先采用水热法在针灸针表面得到 Co（CO₃）_0.5（OH）·0.11H₂O针状纳米棒前驱体,然后在500 ℃条件下退火3 h得到Co₃O₄针状纳米棒阵列。再采用浸渍法将预制备好的ZnO量子点修饰到Co₃O₄针状纳米棒表面,得到Co₃O₄/ZnO复合修饰的针灸针。研究发现此针灸针对葡萄糖具有较好的电流响应（2 264.27 μA·L·mmol^-1·cm^-2）、较快的响应速度（<4 s）及较低的检测极限（0.311 μmol·L^-1（S/N=3））。且该针灸针在用于检测人体模拟细胞液中葡萄糖浓度时,对抗坏血酸和尿素等表现出较强的抗干扰性。     

双功能化磁性纳米修复剂对多重金属的快速、高效钝化行为

采用“一锅法”制备了四氧化三铁/半胱氨酸（Fe₃O₄/Cys）磁性纳米微球,随后对Fe₃O₄/Cys进行亚氨基二乙酸（IDA）修饰得到Fe₃O₄/Cys/IDA磁性双功能化纳米微球。研究发现Fe₃O₄/Cys中的L-Cys是通过—SH基团接枝到Fe₃O₄表面的,随后IDA分子中的羧基与Fe₃O₄/Cys中的—NH₂形成酰胺键,最终形成多支链多羧基的Fe₃O₄/Cys/IDA磁性纳米修复剂。基于修复剂表面短支链-长支链交替的多羧基结构,实现了羧基基团的高密度接枝。同时,Fe₃O₄/Cys/IDA磁性纳米微球对Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺为专性吸附,而对Hg²⁺属于非专性吸附,且吸附重金属后得到的钝化产物均表现了良好的稳定性。另外,Fe₃O₄/Cys/IDA对重金属离子的吸附符合Langmuir模型,属于单层均相吸附,其吸附过程符合准二级动力学模型,最大吸附量为49.05 mg·g^-1。     

用硫脲分子表面修饰的CdS纳米粒子的合成和表征

报道了用硫脲分子进行表面化学修饰的CdS纳米粒子的合成方法,并引入了AOT(磺基琥珀酸双-2-乙基己基酯钠盐)作为平衡反离子,进一步对CdS表面作了修饰,增加了CdS纳米粒子在有机溶剂中的稳定性和可分散性。我们还探讨了温度、浓度、pH等因素对合成的影响,并通过TEM、XRD、FT-IR等手段对产物结构进行了表征。所得微粒粒径为5 nm左右,呈球形,硫脲分子与CdS纳米粒子富Cd²⁺表面通过形成Cd-S配位键而修饰在粒子表面。这种表面修饰的CdS纳米粒子将在非线性光学及自组装方面具有优     

聚乙烯吡咯烷酮修饰的CdS纳米晶：多元醇合成、表征和可见光活性

采用溶剂热法合成了具有不同晶粒尺寸的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰的CdS纳米晶,并运用XRD,N₂物理吸附,TEM,IR,UV-Vis等手段进行表征。结果表明,所制得的样品均为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的CdS纳米晶;添加四甲基氢氧化铵(TMAH)有利于获得晶粒尺寸较小的CdS纳米晶;受纳米晶粒尺寸的影响,CdS纳米晶的吸收边发生蓝移且可见光催化活性明显提高。     

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。     

三维有序大孔Fe2SiO4/SiO2@C锂离子电池负极纳米玻璃陶瓷-碳复合材料制备及电化学性能

以聚苯乙烯（PS）胶晶作为铸模,采用纳米铸造工艺及后续煅烧的方法合成了三维有序大孔Fe₂SiO₄/SiO₂@C纳米玻璃陶瓷锂离子电池负极材料。溶胶-凝胶工艺产生的凝胶在650℃氩气氛炉中煅烧后,Fe₂SiO₄纳米晶体从含铁元素的SiO₂基玻璃中结晶析出,形成由Fe₂SiO₄纳米晶体、铁离子（Fe³⁺）修饰的玻璃态SiO₂和非晶碳组成的三维有序大孔纳米玻璃陶瓷。在50 mA·g^-1电流密度下进行充放电时,其放电容量可达450 mAh·g^-1以上,电流密度增加到250 mA·g^-1时可逆放电容量仍旧稳定地保持在260 mAh·g^-1,而具有同样有序大孔结构和含碳量的非晶态SiO₂@C材料的放电比容量在50 mA·g^-1电流密度时仅为15 mAh·g^-1。这些结果表明,Fe₂SiO₄纳米晶体及Fe³⁺有助于SiO₂基玻璃陶瓷实现可逆储锂过程。     

利用地球上丰富的炭黑和NiS_2双助催化剂修饰提高CdS纳米片体系的可见光产氢活性(英文)

光催化产氢技术是目前解决能源和环境问题的最有潜力的方法之一,因此制备安全高效的光催化剂已成为目前的研究热点.在目前研究的各种光催化剂中,CdS光催化剂因为具有较窄的带隙(2.4 eV)和合适的导带位置,所以在可见光催化产氢领域受到广泛关注.然而,光生电子/空穴对易复合和光腐蚀作用极大地限制了CdS光催化剂的放大应用.因此,人们采用众多改性策略以提高CdS光催化剂的可见光产氢活性,其中构建CdS纳米结构和负载助催化剂被认为是最有效的方式.构建CdS纳米结构既可以缩短载流子的迁移路径,也可以减少CdS晶体中的缺陷.很多不同纳米结构的CdS光催化剂已经被开发,例如纳米线、纳米颗粒和纳米棒等.因为制备过程极为复杂繁琐,所以CdS纳米片的研究鲜见报道.本文采用乙酸鎘和硫脲为原材料,通过简单的溶剂热法合成了CdS纳米片.在CdS的各类助催化剂中,由于常用的Pt,Ag和Au等贵金属的高成本和低储量等问题严重限制了它们的实际应用,所以近年来众多非贵金属助催化剂(例如MoS_2,WS2,NiS,NiO和WC等)得到了广泛关注.由于非贵金属助催化剂存在弱电导率和低功函数等问题,影响了对光生电子的收集和利用.纳米碳材料具有极高的电导率、强可见光吸收、有效的载流子分离和较多的反应位点等优点,因此组合纳米碳材料和非贵金属助催化剂被认为是一种有效的解决方案.本文首次采用炭黑和NiS_2作为双助催化剂改性CdS纳米片,通过简单的溶剂热/沉淀两步法成功合成了廉价高效的CdS/CB/NiS_2三元光催化体系.光催化产氢性能测试表明,CdS-0.5%CB-1%NiS_2展现出最高的光催化效率(166.7μmol h~(-1)),分别是CdS NSs和CdS-1.0%NiS_2的5.16和1.87倍.X射线衍射、高分辨电子显微镜和X射线光电子能谱结果证实了CdS催化剂的片状结构,且炭黑和NiS_2成功负载在CdS纳米片表面.紫外-可见漫反射结果表明,随着炭黑和NiS_2的负载,复合催化剂的吸收边缘产生明显的红移,且对可见光的吸收增强.荧光光谱、阻抗和瞬态光电流曲线测试结果证明,炭黑和NiS_2的加入可以有效地促进光生电子/空穴对分离.极化曲线结果表明,加入炭黑和NiS_2可以降低CdS的产氢过电势,因此加速表面产氢动力学.总之,炭黑和NiS_2之间显著的协同效应极大地提高了可见光吸收,促进光生电子/空穴对分离,加速表面产氢动力学,最终得到了三元光催化体系极高的光催化产氢活性.     

Cascaded electron transition proved by femto-second transient absorption spectroscopy for enhanced photocatalysis hydrogen generation

Regulating flow direction of photo-excited electrons from interior to active sites in surface is critical to enhance the photocatalytic performance. Herein, photoinduced chemical reduction process was utilized to pinpoint deposit CdS and NiS nanodots sequentially onto g-C₃N₄ nanosheets. The resulted hybrid composite NiS/CdS/g-C₃N₄ was much more active under visible light, and eventually boosted the hydrogen evolution rate of 3015 μmol g^?1 h^?1, to be 2.4 folds better than that of g-C₃N₄. Because of the relative low content of CdS (around 3.0 wt%), the enhanced activity is due to the favoring band overlapping and promoting charge separation rather than increasing light absorption. Femto-second time-resolved transient absorption spectroscopy (fs-TAS) clearly reveals that the photo-excited electrons are from g-C₃N₄, and then migrate unidirectionally to CdS and finally to NiS, which is caused by the precisely regulate the position of CdS and NiS on g-C₃N₄ surface. This study elucidates the electron transfer kinetics and processes in multi-component system and affords a new avenue to construct stable photocatalysts with high activity.     

NiS-PdS/CdS光催化剂的水热法合成及其可见光分解水产氢性能

为提高太阳能转化效率, 高效响应可见光的光催化剂的研究十分必要. 本研究以硫化镉、氯化钯、醋酸镍和硫脲为原料, 利用水热法制备了NiS-PdS/CdS复合光催化剂. 通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见光漫反射光谱(DRS)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光(PL)光谱等手段对光催化剂进行了表征, 并在乳酸牺牲剂中对光解水制氢活性进行了测试. 结果表明: 助催化剂NiS 和PdS 能较好地分布在CdS 表面上, 形成共负载的NiS-PdS/CdS 光催化剂, 其可见光下的活性比CdS明显增强, 当NiS 和PdS 负载量分别在1.5%和0.41%(w)时, NiS-PdS/CdS获得最好活性, 最大产氢量达到6556 μmol·h^-1, 是CdS活性的7倍, 是NiS/CdS的近3倍, 测得在λ=420 nm时的表观量子效率为47.5%. 助催化剂NiS 和PdS分别起到传递光生电子和光生空穴的作用,两者共负载相比于单独负载, 能使光生载流子的迁移和分离效率更高, 因此提高了光催化产氢活性.     

超薄骨架有序介孔CdS/NiS的制备及光催化产氢性能

采用有序介孔氧化硅为硬模板, 通过纳米浇筑法制备了由螺旋骨架构建的有序介孔硫化镉(CdS)光 催化材料. 该光催化材料具有约5 nm厚的超薄骨架和大的比表面积(238 m²/g), 能有效缩短光催化反应中 光生电荷迁移到表面进行反应的距离并同时提供更多的反应活性位点, 从而增强光催化性能. 通过原位化学沉积法将不同量的助催化剂硫化镍(NiS)沉积到有序介孔CdS表面, 得到了一系列超薄骨架有序介孔CdS/NiS复合光催化材料. 可见光照射下的光催化产氢活性测试结果表明, 负载适量NiS的有序介孔CdS具有显著增强的光催化产氢活性(3.84 mmol?h^-1?g^-1), 约为负载相同量NiS的普通商业化CdS材料(0.22 mmol?h^-1?g^-1)的17.5倍.     

硫化镉修饰电极的光电化学行为

对半导体电极表面进行修饰,使它能吸收与太阳.光谱相匹配波长范围的光和具有良好电化学活性是光电化学研究领域中的一个课题.     

在CdS水悬浮液中O2光吸收的pH效应

为了深入了解间接光腐蚀过程, Grätzel等人曾考察过O₂在CdS和Rh₂0₃/CdS 悬浮液(pH=9)中光吸收行为, 发现光照生成的SO₄^2-的µmol数值基本上为加入O₂的µmol数值的一半, 且反应后悬浮液的pH降低^[3]。     

A Simple Approach to Fabricate CdS-SiO2 Hybrid Microspheres by Producing CdS Nanoparticles on the Surface of Thiolated SiO2 Microspheres

IntroductionSemiconductor nanoparticles show a quantum sizeeffect and have attracted much attention because oftheir unique photochemical and photophysical proper-ties[1—4].In recent years,quantumdots of CdS and in-organic nanoparticles hybrid composites …     

聚乙烯吡咯烷酮/硫化镉量子点修饰电极的制备及其对血红蛋白的测定研究

制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面修饰的硫化镉(CdS)半导体纳米晶体(量子点), 并将其修饰玻碳电极, 用于血红蛋白(Hemoglobin, Hb)的电化学行为的研究. 实验结果表明, 血红蛋白在该修饰电极上有良好的电流响应, 流动注射分析结果进一步表明该修饰电极具有好的稳定性和重现性. 在1.0×10^－8～2.0×10^－5 mol/L浓度范围内, 血红蛋白的浓度与其响应电流呈良好的线性关系, 线性相关系数为0.9986, 检出限为5.0×10^－9 mol/L. 将该方法用于全血中血红蛋白的测定, 也获得了良好的结果.     

多相光催化分解H2S中阴离子表面活性剂对半导体催化剂CdS表面的影响

研究了在H₂S碱性溶液中,CdS粉末催化剂存在时,光催化分解H₂S释氢和生成硫反应。考察了阴离子表面活性剂——十二烷基硫酸钠(SDS)对催化剂的表面性质和催化活性的影响。通过模拟该反应体系,用电化学方法测定了单晶CdS电极在上述反应体系中加入SDS(浓度低于临界胶团浓度CMC值)后的平带电位的变化。结果表明:单晶CdS电极的平带电位,由于该体系加入SDS而正移,与n型多晶半导体CdS在加入SDS的H₂S碱性溶液中,光催化分解H₂S的释氢量减少相一致。并探讨了在该体系中,由于表面活性剂的阴离子与S^2-在单晶CdS电极表面上的竞争吸附,而引起单晶CdS电极的平带电位正移。     

Formation of Nickel Sulfide Nanoframes from Metal–Organic Frameworks with Enhanced Pseudocapacitive and Electrocatalytic Properties

Nanoframe‐like hollow structures with unique three‐dimensional (3D) open architecture hold great promise for various applications. Current research efforts mainly focus on frame‐like noble metals and metal oxides. However, metal sulfides with frame‐like nanostructures have been rarely reported. Starting from metal–organic frameworks (MOFs), we demonstrate a novel structure‐induced anisotropic chemical etching/anion exchange method to transform Ni‐Co Prussian blue analogue (PBA) nanocubes into NiS nanoframes with tunable size. The reaction between Ni‐Co PBA nanocube templates and Na₂S in solution leads to the formation of well‐defined NiS nanoframes. The different reactivity between the edges and the plane surface of the Ni‐Co PBA nanocubes is found to be the key factor for the formation of NiS nanoframes. Benefitting from their structural merits including 3D open structure, small size of primary nanoparticles, high specific surface area, and good structural robustness, the as‐derived NiS nanoframes manifest excellent electrochemical performance for electrochemical capacitors and hydrogen evolution reaction in alkaline electrolyte.