沸腾回流强迫水解法制备均分散α—Fe2O3超微粒水溶胶

Matijevic等曾报道在密闭静态环境下强迫水解酸化的铁盐溶液制备出几种形状单一的微米或亚微米级的均匀α-Fe_2O_3或β-FeOOH胶体粒子。类似的工作国内亦有报道。如粒子尺寸减小到纳米量级,则体系兼有表面效应、体积效应和特殊的光学性质。我们尝试用强迫水解法制备粒径几十纳米的球形或立方形的α-Fe_2O_3均分散胶体粒子,结果获得成功。     

单分散α-Fe_2O_3纳米结构空心亚微球的制备及表征

采用一种新的溶液生长法结合多步包覆法在自制的不同粒径SiO2单分散亚微球表面包覆不同厚度的β-FeOOH涂层,得到单分散β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球.实验结果表明,SiO2核心颗粒尺寸对表面涂层的形态和包覆均匀性有很大影响.当SiO2核心颗粒的平均粒径为250 nm左右时,β-FeOOH表面涂层均匀,颗粒间团聚较少,一次包覆后涂层厚度约为35 nm.涂层中β-FeOOH纳米棒的尺寸随着所选SiO2核心颗粒粒径的增大而相应增大.经多次包覆能够显著提高涂层的厚度,3次包覆后β-FeOOH表面涂层厚约100 nm.β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球与质量分数5%的NaOH溶液反应后,于600℃焙烧2 h得到了单分散α-Fe2O3空心微球.单分散α-Fe2O3空心亚微球表层是由α-Fe2O3纳米棒搭建而成的三维网络结构,α-Fe2O3纳米棒的尺寸与核壳结构中β-FeOOH纳米棒的尺寸基本一致.     

低温湿固相反应凝胶法制备纳米γ-Fe2O3的研究

γ-Fe2O3纳米粒子因其在磁性、催化、气敏、生物医学等领域的广泛应用而备受青睐[1].传统制备γ-Fe2O3粒子的方法是在适当温度下加热α-FeOOH或γ-FeOOH,所得粒子粒径在微米级[2].     

Mn0.6 Zn0.4 Fe2 O4 磁性亚微球的可控合成及磁性能

采用溶剂热法制备了单分散Mn0.6Zn0.4Fe2O4磁性亚微米球, 研究了反应工艺参数对磁性亚微米球结构形貌、 直径和静磁性能的影响规律. 研究发现, 随着反应时间的延长, 体系中的金属离子首先水解沉淀, 形成羟基氧化铁及Mn, Zn氢氧化物, 然后脱水转化为Mn0.6Zn0.4Fe2O4球形纳米粒子, 这些纳米粒子发生团聚, 形成结构疏松、 大小不均匀的亚微米粒子, 最后通过Ostwald熟化过程, 形成致密的单分散亚微米球. 降低反应溶液的pH值、 增加乙二醇或聚乙二醇的用量, 均会使亚微球的直径增大, 并可在150~500 nm范围内调控微球的粒径; 但组成磁性亚微球的纳米粒子的粒径逐渐减小, 产物的饱和磁化强度增大, 矫顽力和剩磁减小.     

弱磁场下低温中和法制备亚微米非晶态δ-FeOOH的研究

利用XRD和SEM分别对在弱磁场下通过低温中和法制备的羟基铁氧化物进行相成分和颗粒形貌分析. 试验结果表明: 无磁场下, 产物是由部分球形和部分针状的α-FeOOH组成. 0.1 T磁场下, 产物是纺锤形的γ-FeOOH, 但是, 其粒度分布很不均匀. 0.3 T磁场下, 产物是球形的Fe_1.833(OH)_0.5O_0.25. 0.5 T磁场下, 产物是100 nm左右的球形的非晶态δ-FeOOH. Fe_1.833(OH)_0.5O_0.25是无磁场下制备的α-FeOOH向弱磁场下制备的δ-FeOOH转变的中间产物. 并且, 亚微米球形Fe_1.833(OH)_0.5O_0.25和亚微米非晶态球形δ-FeOOH的粒度分布都很均匀. 此外, 弱磁场影响羟基铁氧化物的结晶度.     

晶体结构对FeOOH类过氧化物酶活性的影响及其在Hg2+检测中的应用

纳米酶的催化活性很大程度上依赖于纳米材料自身的晶体结构和理化性质.本研究可控合成了三种具有不同晶体结构的羟基氧化铁(α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH)纳米晶,并系统研究了其类过氧化物酶活性的差异及其机制.结果表明,相比另外两种晶体结构, γ-FeOOH具有更高的类过氧化物酶活性,其催化常数分别是α-FeOOH和β-FeOOH的2.0和2.6倍,这归因于γ-FeOOH表面的Fe²⁺/Fe³⁺高于α-FeOOH和β-FeOOH.进一步基于γ-FeOOH的优异类过氧化物酶活性,以维生素B1为底物,本文建立了一种快速、高灵敏、高选择性的荧光新方法用于Hg²⁺检测,其检测范围为10～100 nM,检出限为2 n M,并成功应用于日用化妆品中Hg²⁺的含量测定.这项工作为通过调控晶体结构获得高效催化活性的酶模拟物提供了有效途径,并基于纳米酶催化原理开发了一种检测Hg²⁺的新方法.     

α-Fe_2O_3的制备及α-Fe_2O_3@SiO_2复合纳米材料的吸附性能

采用不同分子结构的有机含氮化合物作为包裹剂成功制备了具有弱磁性的α-Fe_2O_3纳米颗粒,其形貌可以实现由饼状到不规则长方体及长方体的转变.构成该α-Fe_2O_3纳米颗粒的前驱体α-FeOOH呈现梭形结构,通过一锅法可以在梭形α-FeOOH外面包裹一层介孔二氧化硅,煅烧后制备的α-Fe_2O_3@SiO_2复合纳米材料对水相中的亚甲基蓝有良好的吸附效果,室温下最高去除率达97.3%.针对制备的材料进行了XRD、SEM及磁学性能表征.     

介孔结构的α-FeOOH对苯酚的催化臭氧化降解

以双氧水和硫酸亚铁为原料,采用绿色简便水热法得到了高比表面的羟基氧化铁纳米催化剂,提出将α-FeOOH纳米材料用作臭氧化催化剂。X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、低温氮吸附脱附表征结果证明催化剂组成为α-FeOOH,形貌为直径13～20 nm、长度70～100 nm具有介孔结构的棒状物,Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积达到132 m²·g^-1,碱滴定分析表明所得催化剂的表面羟基密度高达5.484 mmol·g^-1,该纳米材料对臭氧化降解水中苯酚显示了优异的催化性能。机理研究表明,具有高比表面、高表面羟基密度以及合适的pH_pzc值的纳米α-FeOOH催化剂,在多相催化反应中促进了臭氧分子到羟基自由基的转变,从而加快了苯酚的降解。     

纳米多级结构枣核型多孔氧化亚铜的合成及拉曼性质

通过简单温和的水相还原反应, 在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的协同下合成了亚微米级枣核型多孔氧化亚铜纳米多级结构. 通过改变盐酸的加入量可以实现纳米粒子尺寸在300-900 nm范围可调. X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析表明, 亚微米粒子由小于10 nm的晶粒构成. 基于实验结果, 我们提出生长-刻蚀竞争生长模型来解释枣核型空心多孔结构的形成机制, 同时说明了尺寸调节机理. 利用激光拉曼光谱仪研究了样品的光学性质, 与相似尺寸的亚微米实心多面体的拉曼响应信号对比发现, 枣核型空心多孔结构的拉曼光谱表现出新颖的特性. 这些结果补充了氧化亚铜的拉曼光谱样本, 对文物表面颜料的无损拉曼检测具有一定的指导意义.     

Mn离子掺杂对α-FeOOH结构和形貌的影响

本文采用水热合成方法,在120℃碱性条件下制备出形貌均一的短棒状α-FeOOH纳米粒子,对其进行了金属离子Mn的掺杂。系统研究了Mn离子掺杂对产物物相结构和形貌的影响,对产物进行了X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、穆斯堡尔谱(MES)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征。结果表明:低浓度Mn离子掺杂对α-FeOOH的形成起了形貌和物相调控作用。α-FeOOH纳米棒的长径比随着Mn离子加入量的增大逐渐增加;当nMn(Ⅱ)/nFe(Ⅲ)=0.30时,产物变成了α-(Fe,Mn)OOH和MnFe2O4的混合物,形貌为纳米棒和纳米颗粒。     

单分散亚微米级磁性微球的合成

以磁性氧化铁胶体粒子为种子粒子，采用吸附－溶胀法，进行苯乙烯－丙烯酸－二乙烯基苯的乳液聚合，制备亚微米级磁性高分了微球。研究了分散介质、丙烯酸、种子粒子、苯乙烯和ＰＨ调节剂等因素对聚合行为和磁性微球的影响，成功地合成了平均粒径为０．１３和０．２７μｍ、单分散性很好的磁性微球。     

一维亚微米多钼酸盐形貌可控合成及氧的电催化还原研究

通过调节反应pH值和反应物种实现了一维亚微米多钼酸盐的控制合成,以钼酸铵和十二烷基苯磺酸钠为原料,在pH=6时制备出亚微米线,在pH=2时制备出亚微米棒,而以钼酸铵和氯化钠为原料,在pH=6时制备出纳米带.在pH=6时,纳米材料在长胶束内生长成亚微米线,而pH值降低至2时,过多的H＋不仅会形成大量的Mo3O102-,还会使得胶束变短,因此使得亚微米材料变短,成为亚微米棒.在没有模板剂十二烷基苯磺酸钠时,多钼酸铵就会长成结构更为稳定的纳米带.循环伏安测试结果表明在有机溶剂中,多钼酸盐的亚微米棒对氧电催化还原具有优异活性.研究表明,由于有机醇能与电解质溶液中的H＋反应,因此有机醇能显著促进一维多钼酸盐亚微米材料的氧的电催化活性.     

核壳结构磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的制备与表征

首先采用溶剂热法制备粒径均匀分散性良好的Fe3O4亚微米粒子,在对其包覆上一层碳膜进行表面修饰后,采用共沉淀法将硝酸根插层LDHs包覆到磁性粒子的表面,然后500℃焙烧2 h得到磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子。这种磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子具有以镁铝复合氧化物为壳层,Fe3O4为核的核壳结构,其中壳层厚度为20 nm左右,对其进行二次包覆后壳层厚度可达到50 nm左右,并可以方便的通过重复包覆焙烧过程进行调节,从而实现磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的控制制备。同时,磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子具有较强的磁性,其比饱和磁化强度为23.3 emu·g-1,对其进行二次包覆并焙烧后为20.1 emu·g-1。     

微米级MEL分子筛聚集体的制备(英文)

使用四丁基氢氧化铵-正硅酸四乙酯-水(TBAOH-TEOS-H2O)简单体系一步水热制备了具有多级孔道的微米级MEL结构分子筛聚集体.得到的silicalite-2微米球直径大于10μm且具有高达460 m2·g-1的比表面积和0.74 cm3·g-1的孔体积.微米球的生成一定程度上解决了催化应用过程中催化剂的分离和回收问题.同时,水热晶化过程中由纳米粒子自组装而成的晶间介孔缩短了反应物分子的扩散路径,保持了分子筛纳米晶粒的优势.此外,钛活性位的引入并未明显影响MEL微米球的形貌和结构,含钛的MEL微米球TS(钛硅分子筛)-2在苯酚羟基化反应中具有与纳米尺寸TS-1(100-200 nm)相当的催化活性,且TS-2可以通过简单过滤得到,简化了纳米级TS-1的分离和回收过程.     

ZnO/PAN亚微米复合纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)和醋酸锌[Zn(Ac)2]为前驱物,制备了Zn(Ac)2/PAN复合纤维。利用六亚甲基四胺[(CH2)6N4]辅助的水热合成法,成功制备了具有异质结构的ZnO/PAN亚微米复合纤维。利用扫描电镜(SEM)、X射线能量色散光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(Raman)等对产物的形貌和结构进行表征。结果表明,ZnO纳米粒子均匀地生长在PAN纤维表面,形成了ZnO/PAN亚微米复合纤维。以罗丹明B为目标降解物,对光催化性能进行评价,结果表明,ZnO/PAN亚微米复合纤维具有良好的光催化活性。     

亚微米锥形光纤的制备及硅烷化修饰

采用氢氟酸(HF)蚀刻方法制备亚微米结构的锥形光纤,考察了不同HF浓度和蚀刻时间对亚微米光纤几何构型的影响,用SEM表征光纤的几何形状.实验表明,当HF:H2O=1:1、蚀刻时间约为5h时,得到了亚微米锥形光纤,且其表面光滑.亚微米锥形光纤在甲基三氯硅烷混合溶液中进行硅烷化反应后,与吖啶橙相互作用,用其尖端的荧光强度的变化来表征亚微米光纤尖端活性基团的键合程度.该方法可用于检测光纤尖端键合的活性基团,也可以检测耦合的靶分子,这为纳米光纤生物传感器的研制奠定了基础.     

PSI-g-PEG-DDA对油溶性超顺磁性氧化铁纳米粒子的包覆及对肿瘤核磁造影成像的研究

天冬氨酸(ASP)自身热缩聚产物聚琥珀酰亚胺(PSI)通过与氨基化聚乙二醇单甲醚(α-胺基-ω-甲氧基-聚乙二醇)和十二胺(DDA)进行连续两步开环反应,制备了双亲性蜈蚣形聚合物聚琥珀酰亚胺接枝聚乙二醇与十二胺(PSI-g-PEG-DDA).随着改变疏水链段DDA的接枝比例,通过胶束粒径的变化确定了最佳的接枝比例.核磁共振波谱(1H-NMR)及凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物的性质进行了表征.通过相转移法,聚合物对油溶性超顺磁性氧化铁纳米粒子进行包覆,制备了新型的水溶性超顺磁性氧化铁纳米粒子(PSI-g-PEGDDA@IONPs).动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)对新型的水溶性氧化铁纳米粒子的粒径与形貌进行了表征.体外T2核磁造影成像(MRI in vitro)确定了制备的氧化铁纳米粒子的R2质子驰豫率.肝癌小鼠模型的体内核磁造影成像(MRI in vivo)结果表明新型氧化铁纳米粒子对肿瘤部位有明显的T2核磁造影增强效应,并有很长的体内循环半衰期.以上实验结果表明,新型的水溶性纳米氧化铁粒子可以作为一种潜在的用于肿瘤检测的核磁造影剂.     

微米级MEL分子筛聚集体的制备

使用四丁基氢氧化铵-正硅酸四乙酯-水（TBAOH-TEOS-H₂O）简单体系一步水热制备了具有多级孔道的微米级MEL结构分子筛聚集体. 得到的silicalite-2 微米球直径大于10 μm且具有高达460 m²·g^-1的比表面积和0.74 cm³·g^-1的孔体积. 微米球的生成一定程度上解决了催化应用过程中催化剂的分离和回收问题. 同时,水热晶化过程中由纳米粒子自组装而成的晶间介孔缩短了反应物分子的扩散路径,保持了分子筛纳米晶粒的优势. 此外,钛活性位的引入并未明显影响MEL微米球的形貌和结构,含钛的MEL微米球TS（钛硅分子筛）-2在苯酚羟基化反应中具有与纳米尺寸TS-1（100-200 nm）相当的催化活性,且TS-2 可以通过简单过滤得到,简化了纳米级TS-1的分离和回收过程.     

纳米α-FeOOH催化剂一段法脱除COS和H2S性能的研究

利用均相沉淀法、氨水滴定法制备纳米α-FeOOH粒子，以该粒子为活性组分制备催化剂，利用微反－色谱联用活性评价技术，在常压、空速10 000 h－1、25 ℃～60 ℃温度范围内考察了纳米α-FeOOH催化剂对COS催化水解的活性。采用热重法对纳米α-FeOOH催化剂脱除H2S的性能进行了研究。结果表明：纳米α-FeOOH催化剂对COS水解在低温度、大空速下具有高的活性，系列Ⅰ和系列Ⅱ催化剂分别在60 ℃和40 ℃～45 ℃时COS转化率达到100%。在60 ℃时各种催化剂吸附H2S的能力最强，最高饱和硫容可达到21.72w%。催化剂表面能量分布不均匀，COS催化水解在低温时存在补偿效应。     

梨形核壳结构氧化锌/银亚微米球的制备、表征及光学性能

利用亚锡离子还原银离子生成的金属银沉积在合成的梨形氧化锌表面作为晶种,进一步生长银纳米粒子,制备了梨形的、核壳结构的、单分散的氧化锌/银亚微米球。利用X射线衍射、透射电镜、能量色散X射线谱、紫外可见吸收谱及光致发光谱对所制备样品的形貌、微观结构、组成和光学性能进行了表征。结果表明:(1)样品是由梨形亚微米氧化锌核和银纳米颗粒壳组成;(2)在氧化锌表面的银纳米粒子作为光激发产生的电子捕获剂提高了光产生的载流子的分离效率,在能量没有改变的情况下减少了紫外发射光的强度,淬灭了可见发射光。