胶体法制备Mn2+掺杂Ⅱ-Ⅵ族稀磁性半导体纳米晶体材料的研究进展

近年来兴起的稀磁性半导体纳米晶体(DMSNC)是一种新型的半导体材料,由于其优异的光电磁性能得到了国内外研究人员的重视,并取得了快速发展,有望在多个领域得到应用。本文对以胶体法制备的Mn2 掺杂的ZnS、ZnSe、CdS、CdSe等为代表的Ⅱ-Ⅵ族DMSNC的主要研究进展和掺杂原理进行了综述,指出了现阶段所存在的问题,并对其未来发展进行了展望。     

穿心莲内酯硒化物的研究

穿心莲主要有效成分为穿心莲内酯、穿心莲新内酯、脱氧穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯等,在临床上的疗效已有报道^[1-2],关于它的抑制肿瘤效果,国内外均未见报莲。硒抑制肿瘤的作用,已有报道^[3],硒是人体不可缺少的微量元素^[3]。我们采用穿心莲内酯与亚硒酸钠加成的方法^[4],制成水溶性的穿心莲内酯硒化物,经动物试验得到抑瘤活性显著的效果(见表1)。     

石墨消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定乳粉中硒的含量

<正>硒是人体必需的一种营养元素,硒摄入量过多或过少都会影响人的身体健康^[1]。食品中硒的测定方法主要有电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)^[2]、高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法(HPLC-ICP-MS)^[3]、氢化物发生原子吸收光谱法(HG-AAS)^[4]以及氢化物发生原子荧光光谱法(HG-AFS)^[5],其中HG-AFS由于具有灵敏度高、分析快速、操作简单等特点被广泛应用于食品中硒含量的检测,     

硫脲修饰ZnSe:Cu量子点的水相合成及荧光特性

以3-巯基丙酸为稳定剂在水相中合成了Cu掺杂的ZnSe量子点(QDs), 并利用硫脲(CH₄N₂S)对其进行表面修饰, 制备出核壳结构的ZnSe:Cu/ZnS 量子点. 制得的量子点呈闪锌矿结构, 尺寸约为5 nm, 有较好的分散性, 其荧光发射峰在460 nm左右. 经CH₄N₂S修饰后, 量子点表面形成了宽禁带的ZnS包覆层, 将电子和空穴限域在了ZnSe:Cu 核内, 减少了表面发生非辐射复合的载流子, 显著提高了量子点的荧光强度. 与Na₂S、硫代乙酰胺(TAA)等常用硫源相比, 以CH₄N₂S为硫源制得的ZnSe:Cu/ZnS 量子点壳层厚度可控, 表面钝化效果更好, 显示出更佳的荧光效率和稳定性. ZnSe:Cu/ZnS 量子点经过紫外线照射后消除了表面的悬空键, 进一步提高了其量子产率, 最终获到了具有较好荧光性质的ZnSe:Cu/ZnS量子点.     

CuInS2/CdS基掺杂纳米晶的晶体结构、光谱性质及性能调控研究

多功能纳米晶的制备、性能及其应用是材料、化学、能源、生物医学等领域十分关注的课题之一。基于掺杂调控纳米晶生长和性能的思想,发展了纳米晶修饰和复合的概念和技术,使用绿色安全的化学溶液法结合外延生长技术合成了巯基丙酸(MPA)包覆的掺杂CuInS₂/CdS基纳米晶材料。通过适当调整掺杂异价离子的种类,实现了对CuInS₂/CdS基纳米晶显微结构和性能的调控,获得了具有特定相结构、组分、尺度和光学性能(吸收性质、光学带隙、发光强度)的纳米晶。存在于基质晶体中不同金属掺杂离子,会造成半导体的禁带中间产生掺杂能级,导致二次跃迁,进而产物体现出不同的禁带宽度。掺杂Co ²⁺、Fe ²⁺、Er ³⁺离子的CuInS₂/CdS纳米晶光致发光(PL)峰强度降低明显,这是由于Co ²⁺、Fe ²⁺、Er ³⁺离子掺杂有效地抑制了空穴-电子对的复合,降低了纳米晶的光生电子-空穴复合几率,使得其光催化活性得到增强。这些半导体纳米材料在光催化、能量转换与储存方面具有良好的应用潜力。     

硫硒化亚锗光电探测器的制备及光电性能

采用微机械剥离法得到横向尺寸约为12 μm的硫硒化亚锗(GeS_0.5Se_0.5)纳米片, 以铬/金(Cr/Au)为接触电极, 首次制备得到GeS_0.5Se_0.5光电探测器, 并探究了其光电性能. 结果表明, 剥离所得的纳米片具有良好的结晶质量, 硫和硒在纳米片中分布均匀, 光学带隙为1.3 eV; 该光电探测器在515 nm光激发下最大探测能力达到4.52×10¹³ Jones, 最高响应度为1.15×10⁴ A/W, 外部量子效率为2.79×10⁶%, 展现出非常高效、 快速和稳定的光响应能力.     

掺杂态聚苯胺蜂窝状有序多孔薄膜的制备及形成机制的探讨

近年来,由于微米、亚微米及纳米级有序多孔结构薄膜可以用于催化、生物培养基材、分离或吸附介质、光子晶体等诸多方面从而引起了科学家们极大的研究兴趣^[1～6].微制作是使材料表面具有新性能的重要手段,激光刻蚀及其相关技术已经被应用于不同表面的微图案化和微器件的制作^[7],另外,还可通过自组装技术进行多孔薄膜的制备^[8,9].Francois等^[10]于1994年首次提出了水辅助方法(Water-A ssisted Fab-rication),即在高湿度的环境下,以冷凝水滴为模板,在固体基片上制备了孔径分布均一,排列紧密的蜂窝状有序多孔薄膜.继而人们对此方法做了进一步的研究,不仅突破了最初的聚苯乙烯及其共聚物体系^[10～13],而且使用双亲共聚物^[14]、聚离子复合物^[15]和TiO₂前驱体的混合物^[16]等成功地获得了蜂窝状有序多孔薄膜,同时系统地研究了成膜体系及成膜条件对形成蜂窝状有序多孔薄膜的影响,并对形成机制进行了探讨.聚苯胺是典型的导电高分子,有关聚苯胺有序多孔结构薄膜的研究已有报道^[17～19].本文采用水辅助方法,在高湿度环境下,使用4-十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(PANI-DBSA)为成膜材料,制备了双层蜂窝状有序多孔薄膜,并通过原子力显微镜(A FM)对薄膜的形貌和电学性质进行了表征.同时在已有成膜机制的基础上,提出了该双层蜂窝状有序多孔薄膜的形成机制.     

QDs标记免疫调节肽及其与T细胞作用的表征

量子点是直径为1~10 nm的球形半导体纳米晶体, 也被称为半导体量子点, 简称QDs. 与有机荧光染料相比, QDs具有激发光谱单一、 荧光谱线窄、 发光效率高、 发光颜色可调、 可进行多色联合标记, 并且光稳定性好等优点, 所以量子点是非常有前途的生物标记物[^1,2]. 研究结果表明, 量子点可以与许多生物分子如蛋白质、多肽、核酸及小分子配体等偶联. 现已有许多关于量子点标记生物分子的报道, 如用量子点标记木瓜蛋白酶、 胰蛋白酶、 天花粉蛋白和表皮生长因子等^[3-5].用量子点标记生物分子作为荧光探针已成功地应用于多种生物分析, 如DNA杂交监测、 免疫分析和用QDs检测ATP推动的反应等^[4,6,7]. 目前, 对量子点标记生物分子的报道多为对大分子蛋白质的标记, 而对小分子肽标记的报道却很少.     

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.     

3,4,9,10-四甲基苝荧光性质的研究

苝及其衍生物的分子结构, 荧光性质及激发态的动力学过程一直是十分活跃的研究课题^[1], 因为苝具有很高的荧光量子产率和光稳定性, 因而苝及其衍生物经常作为激光染料, 荧光探针分子或显示用液晶等^[2,3,4]。     

CdSe量子点/氧化石墨烯复合物对灿烂绿染料的光催化降解性能研究(英文)

纺织、塑料、造纸和纸浆等工业排放物中含有大量的有机染料,这些染料通常不可生物降解,从而产生了严重的环境污染问题.为了降解这些有机染料废弃物,人们迫切需要高效、廉价、稳定的有机物降解光催化剂.近年来,半导体光催化剂引起了人们的广泛关注,尤其是窄禁带半导体材料可以实现染料的高效降解.在半导体II–VI族中,CdSe具有合适的带隙(1.74 eV)和快速生成的电子-空穴对,被认为是光催化降解有机污染物的重要半导体材料.特别是当它与超高的电子导电性的碳基纳米材料结合时,光催化活性增强.本文采用一种简单的化学沉淀法成功合成了CdSe量子点与氧化石墨烯(GO)的复合材料.紫外-可见吸收光谱显示,CdSe量子点和CdSe/GO纳米复合材料的吸收边分别出现在583和556 nm处.与纯CdSe量子点相比,GO层上的CdSe量子点的尺寸减小,由于量子限制效应,CdSe/GO纳米复合材料的光吸收波长在蓝移,从而拓宽了CdSe/GO纳米复合物的光吸收范围.PL光谱图显示CdSe量子点的可见光区的强宽发光峰出现在缺陷态的603 nm,而在576nm处观察到CdSe/GO纳米复合材料的发射峰,峰位蓝移,光猝灭.GO表面上CdSe量子点的修饰改变了GO层间相互作用的范德华力和CdSe量子点与GO片相互作用的静电作用力.这些相互作用导致能级的变化,使得CdSe/GO纳米复合的发射峰蓝移.由于复合物中电子-空穴对的复合被抑制,CdSe/GO纳米复合材料的光致发光强度低于CdSe量子点,此对应于CdSe量子点到GO板的界面电荷转移.PL研究表明,GO修饰CdSe可促进电子-空穴对的分离.EIS测量方法进一步研究了CdSe量子点和CdSe/GO纳米复合材料的电荷输运行为.结果显示,加入GO后,CdSe量子点的阻抗值减小,表明GO的引入降低了电荷转移电阻,促进了其界面电荷转移.因此,CdSe/GO纳米复合材料具有较高的电荷分离效率,可以提高其光催化活性.拉曼光谱显示,由于CdSe量子点的激发,电子注入到GO中,使得CdSe/GO纳米复合物材料的拉曼光谱向更高的波数转移.通过BET性能测试,CdSe/GO纳米复合物的比表面积为10.4 m~2/g,比CdSe量子点的比表面积(5 m~2/g)增加了一倍.我们发现在太阳光的照射下,CdSe量子点和CdSe/GO纳米复合物对灿烂绿染料的光降解率分别为81.9%和95.5%,各自对应的光降解速率分别为0.0190和0.0345 min~(-1).CdSe/GO纳米复合物增强的光催化性能归因于具有较大的比表面积以及氧化石墨烯的加入促进了电子-空穴对的有效分离.     

硫化镉晶体结构形态对乙醇光催化脱氢活性的影响

有关醇类水溶液光催化贮能脱氢反应研究大多集中在提高半导体TiO₂和CdS表面修饰组分的光催化活性^[1～3]及考察TiO₂半导体晶体结构与光催化性能的关系上^[4,5],CdS半导体晶体结构形态对光催化性能的影响尚未见报道.本文在这方面进行了一些有益的研究.     

发光多孔硅表面的STM研究

自从Canham首次报道了室温下多孔硅的光致发光现象以来^[1],多孔硅已成为半导体光电化学及材料领域内最为热门的研究课题^[2].     

静电纺丝法制备NiO纳米纤维及其表征

纳米级NiO因具有优良的催化和热敏等性能而被广泛用于催化剂^[1]、电池电极^[2,3]、光电转化材料^[4～6]、电化学电容器^[7～8]等诸多方面.迄今,已成功地制备出N iO的纳米颗粒^[9]、纳米线^[10]及纳米薄膜^[11],但是对于具有准一维结构的NiO纳米纤维的制备及性能研究尚未见报道.     

染料掺杂有机改性硅酸盐的制备与光谱特性

1988年Pavlopoulos等人发现1,3,5,7-四甲基吡咯亚甲基BF₂化合物是一个性能优良的激光染料^[1].它的荧光量子效率高,激光效率比香豆素540A高10%,并具有低的三重态吸收和高的光化学稳定性.因此,在染料激光、生物荧光探针、光动力疗法等方面都有潜在的应用背景^[2~4].     

电化学沉积CdSe纳晶薄膜的性能及沉积机理

电化学沉积是半导体薄膜制备的一种简便方法,常用于Ⅱ-族化合物半导体薄膜的制备.通过电沉积条件的适当改变可成功地在导电衬底上制备半导体纳晶薄膜^[1].CdSe薄膜作为一种透光性好、导电性好的半导体材料,可进行光学性能和光电性能方面的研究,而半导体纳晶多孔电极的光电化学特性与体材料之间有很大不同.本文采用电化学沉积法制备了CdSe纳晶薄膜并研究了其性能,通过扫描隧道显微镜(STM)形貌分形分析进一步研究其沉积机理.     

有机体系中Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备及其合成机理

量子点由于其量子效应而具有既不同于体相材料又有别于一般分子的优异光学性能,因此在生物医学领域,特别是在生物标记中具有良好的应用前景.Ⅱ-Ⅵ族量子点由于其荧光发射波长几乎覆盖了整个可见光区而引起人们的关注,其中在有机体系中合成油溶性Ⅱ-Ⅵ族量子点具有反应产物稳定,量子产率高,并且可以制备性能更加优异的核.壳结构的量子点(CdSe/ZnS,CdSe/CdS等)等优点,因此在过去的十几年中被广泛而深入地研究.本文重点综述了在有机体系中,单分散、高荧光性能Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备方法--高温热解法及其合成机理的研究进展,并对今后的研究方向作了展望.     

纳米AgBr乳剂的制备及其紫外吸收光谱的研究

通常人们把粒径1~100 nm之间的金属、半导体、氧化物及各种化合物的粒子或者粒子的集合体称为纳米粒子。近年来的纳米粒子化学和物理的迅速发展已经证实:随着原子或分子簇尺寸的减小,表面原子的比例逐渐增大,粒子表现了与块状材料不同的特性,其粒子显示出以“量子尺寸效应”为主的特点,特性表现出种种异常^[1,2]。     

CF-2沸石的表面酸性及催化性能

CF-2是一种新型的高硅沸石。1981年我们实验室首先在二乙醇胺-甘油-Na₂O-SiO₂-Al₂O₃-H₂O体系中制备成功^[1],以后才见到关于Theta-1^[2],ISI-1^[3],KZ-2^[4],NO-10^[5]和ZSM-22^[6]沸石的报道。     

发光多孔硅的光谱及电化学研究

单晶硅是E_g为1.1eV的间接带隙半导体材料,在可见光区不发光,不能应用于光电子领域.但是,Canham 1990年首次发现^[1],适当条件下形成的多孔硅在室温下就可发出强度能与Ⅲ-Ⅴ族半导体发光二极管相媲美的可见光。