溶胶-凝胶法制备纳米WO_3气致变色材料

本文主要阐述了纳米WO3气致变色材料的溶胶-凝胶制备方法、气致变色机理及其应用的研究新进展,重点评述了溶胶-凝胶法中各种制备条件诸如掺杂、模板剂、溶剂、热处理温度等对这种材料的结构和性能的影响,最后展望了纳米WO3气致变色材料的研究和应用前景。我们认为,在未来的溶胶-凝胶法制备纳米WO3气致变色材料领域,如何进行最优化的掺杂设计和选择高效模板剂、如何降低气体检测温度以及气致变色机理等将是该项研究的重点。     

弹性体材料的高性能和功能性改性(英文)

高性能和功能性改性一直是高分子材料的一个重点发展方向.基于我们的研究工作,概述了一些新型纳米颗粒(如硅酸盐纳米短纤维、石墨纳米片层、纳米氢氢化镁)增强的橡胶复合材料,特别是复合方法(以获得良好的分散与界面)、结构-性能关系,以深刻理解橡胶材料的纳米增强;另一方面报告了有关介电性弹性体和抗菌性弹性体超细纤维的制备与功能特性研究的新进展.     

溶胶-凝胶法制备纳米WO3气致变色材料

本文主要阐述了纳米WO₃气致变色材料的溶胶-凝胶制备方法、气致变色机理及其应用的研究新进展,重点评述了溶胶-凝胶法中各种制备条件诸如掺杂、模板剂、溶剂、热处理温度等对这种材料的结构和性能的影响,最后展望了纳米WO₃气致变色材料的研究和应用前景。我们认为,在未来的溶胶-凝胶法制备纳米WO₃气致变色材料领域,如何进行最优化的掺杂设计和选择高效模板剂、如何降低气体检测温度、以及气致变色机理等将是该项研究的重点。     

封面图形简介

封面上的图形为一种具有功能组装特性的Ｃ60 衍生物分子的三维结构模型。通过分子设计 ,依靠自组装技术制备Ｃ60 衍生物分子薄膜结构 ,是北京大学纳米科技中心纳米化学研究室刘忠范教授研究组与北京大学稀土材料与化学国家重点实验室甘良兵教授研究组联合进行的一项研究工作。　　Ｃ60 分子的特殊结构以及由此所产生的一系列独特的物理化学性能 ,使其成为纳米科技领域极重要的功能材料。很自然的 ,如何能够把Ｃ60 分子固定在固体基片上形成二维薄膜成为一个焦点和热点问题。因为这是研究Ｃ60分 子各种性质并争取付诸于实际的必要环节。ＳＴ…     

二硫化钼纳米片/碳纳米纤维杂化材料的制备及其析氢性能

以碳纳米纤维(CNFs)作为负载基体和反应器采用静电纺丝技术和碳化工艺生长和调控二硫化钼(MoS_2)纳米片。通过改变前驱体溶液浓度来调控纳米片的形貌和结构,利用MoS_2纳米片的高催化活性和CNFs高比表面积、良好的稳定性以及高电导率的协同作用,研究不同形貌和结构的杂化纳米材料在电催化析氢方面的应用,探索杂化材料形貌与性能之间的潜在规律。运用多种分析测试技术对制备得到的纳米杂化材料进行表征,并对所制备的MoS_2/CNFs杂化材料的电催化析氢性能(HER)进行研究,研究表明近似皮芯结构的MoS_2/CNFs-10杂化材料的电催化析氢性能最好,初始析氢过电位在220 mV,Tafel斜率为110m V·dec~(-1)。     

石墨烯/聚合物纳米复合电流变材料

电流变智能流体在外电场刺激下能快速可逆地改变自身流变性能,具有重要技术应用价值.传统的基于微米颗粒的电流变流体易于沉降并且电致屈服强度不高限制了技术应用,最近基于纳米颗粒的非传统电流变材料研究受到重视,特别是具有各向异性形貌的纳米颗粒悬浮液被发现具有明显增强的电/磁流变效应.本文介绍了最近基于石墨烯的二维纳米复合电流变材料的研究进展,主要包括石墨烯/半导聚合物、石墨烯/极性聚合物、石墨烯/碳等几种典型的电流变材料的制备、结构和电流变行为.研究表明利用石墨烯独特的二维纳米结构、优异的电学和热学性质可能为制备新颖的高性能纳米电流变材料提供途径。     

纳米镁储氢材料吸放氢动力学性能的研究进展

综述近十年来国内外有关纳米镁储氢材料吸放氢动力学的研究现状和发展趋势.众多研究表明,应用高能球磨法制备纳米镁复合储氢材料,并以过渡金属氧化物为催化剂,或者用ABx型储氢合金与镁复合,都能显著改善镁的吸放氢动力学性能.     

钛基纳米结构的制备和性能研究

<正>纳米结构材料因其特殊的性能和潜在的应用前景而成为目前科学研究中的一大热点.基于纳米结构材料的光学、电学和机械特性强烈依赖于其形态和维度;基于“自下而上”原理构建纳米器件的关键问题在于合理控制器件中构筑单元的均一性,可控合成具有特定形貌和维度的纳米结构材料具有非常重要的科学和实用意义.本论文以钛基纳米结构材料为研究对象,探索了其不同异形体的制备方法,并研究了其性能.主要研究内容和结果如下:     

磷化钴@铁-锌双金属磷化物多级纳米复合物的制备及其电催化水分解性能

氢能源因其储量丰富、高效、零污染等特性而受到广泛关注.电解水产氢作为一种有效的获取氢能源的方式成为当前研究的重点.但由于电极表面反应过电势的存在极大增加了电解水的能耗,因此需要开发高效的电催化材料以提高电解水反应动力学.考虑到实际应用,设计和构筑在同一电解液中同时具有高效催化产氢和释氧能力的双功能催化材料更为重要且更具挑战.目前,越来越多的非贵金属基双功能催化材料被开发和报道,比如过渡金属硫化物、氧化物、层状双金属氢氧化物、碳化物、氮化物和磷化物等,其中又以磷化物的研究更为广泛.金属有机骨架化合物(MOFs)因其具有独特的性能(孔隙率高、超高比表面积、可调控的化学组分和孔道结构等)在能源转化等领域得到广泛应用.但是,基于MOFs材料转化的多组分过渡金属磷化物应用于全分解水体系的报道还比较少.先前的研究表明,优化催化材料的微纳结构和化学组成是提高材料催化性能的关键.我们利用三步法(晶体生长、自组装和磷化)设计并制备了一种基于MOFs转化的新型分级纳米复合材料CoP@ZnFeP.透射电子显微镜(TEM)结果显示,自组装形成的花状Co3O4@Fe-MOF-5中空结构在磷化后形貌能够很好地保持.X射线衍射(XRD)表明, CoP@ZnFeP纳米复合物是由大量的混合纳米晶体组成,主要包括Co2P, ZnP2和Fe2P.在碱性(1.0mol/L KOH)条件下, CoP@ZnFeP纳米复合物表现出优异的催化产氢(HER)和释氧(OER)性能,其释氢和产氧的启动电位分别为–50和148m V(vs.RHE),相应的Tafel斜率分别为76和53.9m V/decade.优异的电催化性能主要归功于复合材料的多级纳米结构组元(纳米粒子、纳米笼和纳米管),其有序的多孔结构和大的比表面积有利于电解液的渗透、气体的扩散和电子的转移.作为对比,我们利用相似方法制备了CoP和ZnFeP纳米粒子的机械混合物(CoP/ZnFeP).测试数据表明, CoP@ZnFeP分级复合材料的催化性能优于CoP/ZnFeP机械混合物.鉴于CoP@ZnFeP复合材料优异的催化性能,我们将其应用于全分解水体系.在两电极体系中,达到10m A/cm~2电流密度仅需1.6V电压,表明材料具有优异的全分解水性能.同时该复合物也显示出较好的稳定性,经过24h连续水解后,电解电位仅升高70m V.但同时我们也注意到电极表面剧烈产生的气泡会对电极材料的稳定性有严重影响.此项研究可为设计高效的非贵金属催化材料应用于能源转化和储存等领域提供较好的思路和借鉴.     

溶致液晶及其在纳米结构材料合成中的应用*

有序纳米结构材料是一类具有广泛应用前景的新材料,在分离、催化、传感器等领域的应用潜力巨大。近年来,利用溶致液晶模板合成纳米结构颗粒和薄膜材料的研究取得了一系列重要进展,包括新纳米结构金属和半导体材料的合成、由过渡金属水合物与表面活性剂构建的新液晶体系、溶致液晶与其它模板结合制备具有多级孔结构的新材料、影响液晶体系及纳米结构材料有序性与稳定性的关键因素、以及纳米结构形成机理等方面的内容。本文就上述几个方面的近期研究成果进行了总结与综述,并展望了利用溶致液晶模板合成纳米结构材料需要进一步深入开展的内容,有助于化学、化学工程和材料科学等领域的相关研究工作。     

不同形貌纳米CeO2的制备最新研究进展

CeO2是一种用途极广的稀土材料,可广泛应用于多种研究领域。纳米CeO2具有特殊的性质及应用。因此,纳米CeO2的制备、功能特性和应用研究成为研究的热点之一。综述了不同形貌纳米CeO2制备方法的最新研究进展,着重介绍了CeO2纳米颗粒、纳米棒、纳米管、纳米纤维以及一些特殊形貌纳米CeO2的制备方法和应用前景,并对今后纳米CeO2的研究方向进行了展望。     

TiO2纳米管阵列及其应用

TiO2纳米管阵列作为一种新型的纳米TiO2材料,由于具有独特的阵列结构和优异的性能,引起了人们的极大关注.本文介绍了采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列的工艺条件、产物特性、形成机理,及其在氢传感器、光解水制氢、染料敏化太阳能电池与光催化降解污染物等领域的应用,分析了目前存在的问题,并提出了今后研究的对策.     

二硫化钼纳米片/碳纳米纤维杂化材料的制备及其析氢性能

以碳纳米纤维（CNFs）作为负载基体和反应器采用静电纺丝技术和碳化工艺生长和调控二硫化钼（MoS₂）纳米片。通过改变前驱体溶液浓度来调控纳米片的形貌和结构,利用MoS₂纳米片的高催化活性和CNFs高比表面积、良好的稳定性以及高电导率的协同作用,研究不同形貌和结构的杂化纳米材料在电催化析氢方面的应用,探索杂化材料形貌与性能之间的潜在规律。运用多种分析测试技术对制备得到的纳米杂化材料进行表征,并对所制备的MoS₂/CNFs杂化材料的电催化析氢性能（HER）进行研究,研究表明近似皮芯结构的MoS₂/CNFs-10杂化材料的电催化析氢性能最好,初始析氢过电位在220 mV,Tafel斜率为110 mV·dec^-1。     

CdS纳米微粒在LB膜层隙聚集形态的AFM观察

用LB技术制备纳米微粒与超薄有机膜的复合膜是近年来值得注意的研究进展＊．利用该方法所制备出的材料既具有纳米粒子所特有的量子尺度效应，又具有LB股的分子层次有序、股厚可控以及易于组装等特点．它可用来制备结构可控的有机无机交替膜．而且，通过改变LB膜成膜材料和制备条件还可改变纳米粒子的光电特性．因此它在微电子学、光电子学、非线性光学及传感器等研究领域有着十分广阔的应用前景问．纳米微粒的聚集形态及LB膜在生成纳米微粒后的结构变化对材料的特性有着很大的影响．但采用一般的电镜技术或光谱分析手段均不能在实空间和…     

静电纺丝技术在锂离子动力电池中的应用

锂离子动力电池,作为动力源,要求其具有较高的比容量、倍率性能、热稳定性及优异的循环性能。静电纺丝技术是一种新型纳米纤维制备技术,因其制备的纳米纤维膜具有比表面积大和孔隙率高等特点,近年来在锂离子电池领域得到了广泛应用,有望成为大幅改善锂离子动力电池性能的关键技术。基于锂离子动力电池的特性,当前静电纺丝技术主要用于制备高孔隙率的纳米纤维膜、高分子共混膜及无机-高分子复合膜等隔膜材料以提高隔膜的机械性能和热稳定性;此外,静电纺丝技术还被用于改善磷酸铁锂等聚阴离子型正极材料及石墨负极材料的电化学性能。本文还针对上述研究中存在的问题,提出了未来静电纺丝技术在锂离子动力电池中应用的可改进的研究方案。     

纳米TiO_2/硅橡胶复合材料的制备及研究

介电弹性体是一种通过在其两端施加电压就能够获得变形的材料。硅橡胶类介电弹性体因变形响应速度快、可自由制备、温度适用范围广等优点而备受关注,但是因介电常数较低、激发电场强度较高、电致变形较小等缺点制约了其发展。针对这些问题,本文以液体硅橡胶为基体,以纳米TiO_2为填料,通过溶液混合法制备了纳米TiO_2/硅橡胶复合材料,并对其介电性能、电致变形性能进行测试。结果表明,通过在聚合物基体中添加纳米TiO_2,提高了其介电常数,降低了介电损耗,能够获得较大的电致变形。     

多种纳米结构Fe掺杂TiO2光热耦合水分解制氢研究

氧空位是材料缺陷工程的重要组成. 基于光生氧空位的直接热利用, 实现纯水分解制氢的光热耦合实验, 被认为是太阳能综合利用的有效途径. 以多种制备方法合成的TiO₂纳米材料为基础, 研究了多种形貌纳米TiO₂及其Fe掺杂改性材料的光热耦合反应能力. 通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、 X射线衍射(XRD)和电子顺磁共振(EPR)对晶体特征进行表征, 利用漫反射光谱(DRS)、 光致发光(PL)和三电极测试法表征了材料的性能, 并结合密度泛函理论(DFT)计算了产氢反应路径. 研究结果表明, 溶胶-凝胶法制备的纳米颗粒相比水热法制备的纳米片及纳米线, 体相内缺陷较多, 载流子强度高, 光热耦合产氢效果较差. Fe掺杂改性扩展了光响应, 增强了载流子分离和寿命, 降低了电子传输阻抗, 利于光反应过程中光生氧空位的形成, 克服了制氢反应中的关键能垒. 同时, 纳米材料中的缺陷促进了Fe离子的有效掺杂, Fe掺杂TiO₂纳米颗粒的光热耦合平均产氢量为9.73 μmol/g, 性能提升达13倍.     

纳米晶Ni-Mo合金复合镀层中钼含量对析氢反应的影响

本文利用复合电镀的方法, 将用高能机械球磨制备的纳米晶Ni-Mo合金粉制成对析氢反应有高催化性的电极。用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪测试了这些纳米晶的大小及复合镀层的组成, 用稳态极化曲线及交流阻抗技术测试了这些电极析氢的电化学特性。实验结果表明: 在本文研究的范围内镀层中钼含量的增加可以提高电极析氢的催化活性, 电化学脱附是这些电极上析氢反应速度的决定步骤。     

无机纳米填料改性聚氨酯研究及其应用进展

无机纳米填料改性可改善聚氨酯材料的机械力学性能和耐水、耐热、选择透气性等以及引入抗菌、电磁屏蔽、形状记忆等一些功能特性,近年来,纳米无机填料改性聚氨酯成为聚氨酯改性研究的前沿热点之一。本文综述了聚氨酯纳米复合材料的最新研究进展,在扼要介绍无机纳米填料改性聚氨酯的主要制备方法基础上,着重总结了通过无机纳米填料引入功能特性并应用于多功能涂料、合成革、生物医用材料及形状记忆材料等方面的研究进展,并展望了纳米无机填料改性聚氨酯的一些主要研究方向。     

2001年度国家自然科学基金化学科学部资助项目一览表

批准号项目名称类别学科代码负责人单位名称2 0 1710 0 1自旋交叉配位聚合物和分子电子学器件的研究 A B0 1任小明安庆师范学院2 0 1710 0 2等离子体化学与纳米超微粉的合成、特性及应用 A B0 1李星国北京大学2 0 1710 0 3纳米结构稀土稳定氧化锆的制备和电学性质 A B0 10 2 0 1张亚文北京大学2 0 1710 0 4难溶无机盐在生物有机质上堆砌结构的谱学研究 A B0 10 4杨展澜北京大学2 0 1710 0 5放射性核素标记的反义 DNA肿瘤显像剂 A B0 10 9王　毅北京大学2 0 1710 0 6稀土复合氧化物零膨胀、负热膨胀性及其热力学研究 A B0 10 5 0 4邢献…