盐酸后处理制备高效制氢光催化剂Zn2In2S5

采用水热法制备了ZnIn₂S₄固溶体, 并通过用盐酸对其进行后处理获得了系列Zn_mIn₂S_m+3(m≥2, 整数)固溶体. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 X射线光电子能谱(XPS)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、 荧光光谱(PL)和电化学测试对催化剂的组成、 结构和性能进行了表征. 研究了系列固溶体可见光光催化制氢活性. 结果表明, ZnIn₂S₄固溶体经0.5 mol/L HCl处理后能转化为Zn₂In₂S₅固溶体, 其制氢活性为ZnIn₂S₄固溶体的2.2倍, 并且具有良好的稳定性.     

部分还原氧化石墨烯的制备、 表征及对人宫颈癌HeLa细胞的体外杀伤作用

以氧化石墨烯(GO)为原料, 利用温和方法制备了3种不同还原程度的部分还原氧化石墨烯pRGO₁, pRGO₂和pRGO₃(pRGO_1—3)； 利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 拉曼光谱(Raman)、 X 射线光电子能谱(XPS)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)、 透射电子显微镜(TEM)和 EDS能谱对其结构和形貌进行了表征. 细胞实验结果表明, 无激光照射下pRGO_1—3本身的细胞毒性较低; 近红外(NIR)激光照射下pRGO_1—3通过光热和光毒性双重作用杀伤肿瘤细胞. 实验结果显示了pRGO 在肿瘤光热疗法和光动力疗法领域的应用潜力.     

一种新的镧系金属有机骨架材料的合成、 结构及荧光检测性质

利用溶剂热方法合成了一种以Tb³⁺离子为中心的金属有机骨架材料［Tb₂(bpt)₂(H₂O)₂］·(DMA)_4.5, 并通过单晶X射线衍射(SXRD)、 粉末X射线衍射(PXRD)、 元素分析(EA)、 热重分析(TGA)、 傅里叶变换红外光谱 (FTIR)以及荧光光谱技术(FS)表征了该材料的结构与基本物理化学性质. 单晶衍射分析结果显示该材料具有包含一维直孔道的三维结构, 结构中孔道窗口尺寸约为1.23 nm×1.10 nm. 荧光分析测试结果表明该材料对Cr³⁺离子有荧光响应, 离子检测限低至0.22 mg/L, 同时具有良好的选择性, 在Cr³⁺离子的荧光检测领域具有重要的应用潜力.     

WS2/CuGa2O4复合材料的制备及其气敏性

采用共沉淀法制备了CuGa₂O₄纳米材料,并利用水热法制备了一系列WS₂/CuGa₂O₄复合材料。结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对制备的材料进行了物相组成、表面形貌以及元素价态的分析。研究了WS₂的复合量对CuGa₂O₄材料检测乙醇气体敏感性能的影响。实验结果表明,当WS₂与CuGa₂O₄质量比为1%时,该复合材料制备的传感器在室温下对100μL·L^-1乙醇气体表现出345.3的灵敏度,响应时间和恢复时间分别为184和69 s,且最低检测限为0.1μL·L^-1。     

量子点自修饰TiO2p-n同质结的构建及光催化性能

在n型TiO₂纳米片表面原位沉积p型TiO₂量子点构建了量子点自修饰的TiO₂ p-n同质结(PNT-x), 并利用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)、 稳态荧光光谱(PL)、 拉曼光谱(Raman)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、 电化学测试及电化学交流阻抗谱(EIS)对复合物的组成、 结构和光催化性能进行了表征和研究. 结果表明, PNT-x具有TiO₂量子点自修饰的结构, 量子点和纳米片中分别含有金属缺陷和氧缺陷, 其含量随组成变化可控, 并使得PNT-x表现出p-n同质结的典型特征, 与n-n Ⅱ型同质结以及块状p-n同质结相比, PNT-x中费米能级相差更大, 界面内电场更强, 具有更高的电荷分离和传递效率. 光照下, 样品的光催化活性顺序为PNT-400>p-25>PNT-600>PNT-200>p-TiO₂>n-TiO₂, 其中PNT-400的光催化产氢速率高达41.7 mmol·g^-1·h^-1, 分别为n-TiO₂纳米片、 Ⅱ型同质结和块状p-n同质结的4.3倍、 3.6倍和2.3倍, 并表现出优异的催化稳定性.     

微量热法和荧光显微法研究CdTe量子点敏化的纳米TiO2对大肠杆菌的抗菌活性及细胞损伤机制

通过水热合成法和自组装方法分别合成了CdTe(QDs)量子点与CdTe(QDs)敏化的纳米TiO₂复合物,并将CdTe(QDs)/TiO₂与TiO₂均配成浓度为1×10^-2 mol/L的悬浮液. 取一小环大肠杆菌(E. coli)的营养肉汤培养基至5 mL LB培养基中,则E. coli的浓度配成大约1×10⁶ cell/mL的悬浮液以作备用. 在37.0 ℃条件下,利用LKB-2277生物活性检测仪并采用停流法进行检测,研究了CdTe(QDs)/TiO₂对E. coli的抗菌行为. 通过测定和分析产热功率-时间曲线,获得细胞生长速率常数(k)、最大产热功率(P_m)、传代时间(t_G)以及抑制率(I)等热动力学常数. 结果表明：在0～4.0×10^-5 mol·L^-1浓度范围内,生长速率常数(k)和抑制率(I)均与浓度成一定的线性关系. 生长速率常数(k)和最大产热功率(P_m)随着CdTe(QDs)/TiO₂的浓度增加而下降,而传代时间(t_G)和抑制率(I)随着CdTe(QDs)/TiO₂ 的浓度增加而增加;其中,CdTe(QDs)/TiO₂的生长速率常数斜率(0.0001)小于TiO₂的生长速率常数斜率(0.0005),可以初步判断CdTe(QDs)/TiO₂对E. coli的代谢影响较TiO₂要大. TiO₂和CdTe(QDs)/TiO₂对E. coli代谢活性均有一定的抑制作用. 在相同浓度时,CdTe(QDs)/TiO₂的抑制率斜率(0.84)大于TiO₂的抑制率斜率(0.26),进一步说明了CdTe(QDs)/TiO₂相比TiO₂具有对E. coli 更强的细菌抑制作用;结合Hadama荧光显微方法,进一步佐证了CdTe(QDs)/TiO₂相对于TiO₂表面结构的改变可能是导致其抗菌效果较好的主要原因之一. 从而为深入揭示纳米材料影响微生物生长代谢过程的热动力学规律和细胞损伤机制提供理论支撑.     

Hydrothermal-assisted grinding route for WS2 quantum dots (QDs) from nanosheets with preferable tribological performance

The 2 D nanomaterials have achieved the superlubrication property whatever in solid or liquid lubrication in recent years.However,whether or not the nanosheets can stably disperse in oils and smoothly enter into the asperity of friction pairs is crucial for exerting the function of antifriction.The structure of 2 D QDs is desirable for addressing these issues due to its smaller 3 D size.In this study,we developed a facile preparation process for WS₂ QDs with uniform 2 nm size from nanosheets via hydrothermal-assisted grinding approach.The structure of the as-obtained WS₂ QDs was determined by a series of characterizations.The results showed that the as-obtained WS₂ QDs exhibited the typical spectrum features of nanosized quantum dot.The results of the tribological performance in grease verified that the average friction coefficient(ACOFs) and wear volume(AWVs) were decreased by 7.89% and 63.90%relative to grease,respectively,exhibiting a preferable friction reducing and wear resistance.     

发光二硫化钼量子点的“自上而下”合成及其在Cr(Ⅵ)检测中的应用

以曲拉通为分散剂,MoS₂粉末为原料,通过水热法“自上而下”制备了具有绿色荧光的MoS₂量子点(MoS₂ QDs)。所制备的MoS₂ QDs对Cr(Ⅵ)具有显著的荧光响应,随着Cr(Ⅵ)浓度的增加,MoS2QDs在500 nm处的荧光强度逐渐降低,并与Cr(Ⅵ)浓度在0.5～200μmol/L范围呈现良好的线性关系,检出限为0.33μmol/L。该方法可应用于水体中Cr(Ⅵ)含量的测定。     

CuO-WO3-ZrO2的结构和性质对苯甲醛加氢反应催化性能的影响

采用共沉淀法制备了不同CuO和WO₃含量的CuO-WO₃-ZrO₂催化剂. 利用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 X射线荧光光谱(XRF)、 N₂气物理吸附、 氢气程序升温还原(H₂-TPR)、 X射线光电子能谱(XPS)及程序升温脱附(TPD)等手段对催化剂的结构和表面性质进行了表征. 结果表明, WO₃的引入可以调变ZrO₂的晶型, 从而使催化剂的比表面积和孔径发生变化, 促进CuO在催化剂表面的分散, 并影响催化剂的酸碱性. 在苯甲醛加氢制备苯甲醇反应中, 以CuO质量分数为18%, WO₃质量分数为10%的CuO-WO₃-ZrO₂为催化剂时苯甲醛单程转化率达到92.03%, 产物苯甲醇的选择性为94.76%.     

表面水热碳层对磁性NiFe2O4八面体光催化活性的影响

采用葡萄糖水热碳化法合成了一系列碳层包覆的NiFe₂O₄核壳八面体(NiFe₂O₄@C). 通过调控葡萄糖的含量可以有效控制NiFe₂O₄表面包覆的碳层厚度. 利用X射线衍射(XRD)、 拉曼光谱(Roman)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对NiFe₂O₄@C的组成、 结构、 形貌和光学性能进行了表征. 考察了表面水热碳层对NiFe₂O₄光催化降解亚甲基蓝(MB)性能的影响. 结果表明, NiFe₂O₄的光催化活性很大程度上依赖于在其表面包覆的碳层厚度, 碳层厚度为5.5 nm的NiFe₂O₄@C-3展现了最佳的光催化活性. 荧光光谱(PL)、 瞬态光电流和电化学阻抗谱(EIS)表征结果证明, NiFe₂O₄@C的光催化性能的提升归因于在NiFe₂O₄核和碳壳之间形成了异质结, 有效地促进了光生载流子的传输和分离效率. NiFe₂O₄@C复合材料展现了较好的稳定性和可回收性, 在污水处理方面有很大的应用潜力.     

CuInS_2/ZnS量子点的微波水热合成与表征——推荐一个研究型综合实验

介绍一个研究型综合实验——简易微波水热合成CuInS_2/ZnS复合量子点及其表征。实验通过Cu~(2+)、In~(3+)、Zn~(2+)和S~(2-)离子为原料,以谷胱甘肽作为稳定剂,两步微波水热合成水溶性的CuInS_2/ZnS复合量子点。用X射线衍射法和透射电镜表征它的结构和形貌,用紫外-可见光吸收、荧光光谱、荧光寿命和荧光照片等表征光学性质,并探究温度、时间、成份对荧光性质的影响。通过该实验的设计与实施培养学生科学研究的方法和思维能力。     

基于WS2量子点材料固定葡萄糖氧化酶的直接电化学及其生物传感研究

采用水热法制备水溶性WS₂量子点（WS₂ QDs）材料,并将该材料进一步用于葡萄糖氧化酶（GOx）的有效固定,构建GOx/W₂ QDs/GCE传感界面. 采用透射电镜、紫外-可见光谱和电化学等方法对材料的形貌、GOx的固定化过程,以及传感器的直接电化学和电催化性能进行了表征. 结果表明,WS₂ QDs材料能够有效促进GOx与电极之间的直接电子转移. 并且,基于该传感器对葡萄糖良好的电催化作用,该方法有效实现了对葡萄糖的高灵敏检测,其线性范围为25 ~ 100 μmol·L^-1和100 ~ 600 μmol·L^-1,检测限为5.0 μmol·L^-1（S/N=3）. 该传感器具有良好的选择性、重现性和稳定性,可用于实际样品血糖的分析测定.     

单层，少层和块状WS2薄膜中声子位移随温度的变化

Two-dimensional transition metal disulfides (TMDs) have recently attracted significant research attention due to their rich physical and chemical properties. Graphene has also been studied intensively due to its high electron mobility of ~200000 cm²·V⁻¹·s⁻¹. Since there is no band gap, it is difficult for a graphene-based device to achieve high current on/off ratio. For TMDs, such as MoS₂, MoSe₂, WSe₂, and WS₂, the band gaps of these materials can be adjusted according to the number of layers. Since TMD has the advantage of suppressing source-drain tunneling current in an ultra-short transistor and offering superior immunity to short-channel effects, it is also attractive for use as a channel material in Si complementary metal oxide semiconductor (CMOS) devices larger than 22 nm. Among them, MoS₂ in single-layer and multi-layer films have been intensively researched for many years. MoS₂-based field effect transistors (FETs) with excellent electrical properties have been reported. WS₂ has lower in-plane electronic mass than MoS₂, MoSe₂, and MoTe₂, and therefore has potential for higher carrier mobility or higher output current for WS₂-based FETs. Experimental research on WS₂ is limited compared to MoS₂, and more work is needed to further exploit the full potential of WS₂-based FETs. Therefore, the electron-phonon interaction and vibration properties of WS₂ used in nano-electronic applications and FETs must be investigated. To this end, mono-layer (1L), few-layer (FL), and bulk WS₂ films were prepared using mechanical exfoliation from a WS₂ crystal. 3M scotch-tape was used for transferring the WS₂ films. Detailed temperature-dependent Raman study on 1L, FL, and bulk WS₂ films has been conducted using a 514-nm excitation laser. Raman spectroscopy, as an effective and non-destructive approach for phonon vibration study, has been used to evaluate TMDs. The Raman spectra reveal much useful information on the test sample in terms of peak position and spectral shape change. With the film thickness increasing to bulk, the A_1g(Γ) and E_2g¹(Γ) modes show blue-shift and red-shift, respectively, with respect to 1L WS₂. Moreover, when the dominant Raman vibration modes swaps between E_2g¹(Γ) and A_1g(Γ), the "cross-over" temperature was identified for 1L, FL, and bulk WS₂ films. WS₂ shows smaller frequency change Δ between the E_2g¹(Γ) and A_1g(Γ) modes than MoS₂, with varying film thickness. The temperature coefficient of the Raman peak position was one magnitude lower for WS₂ than MoS₂, implying that WS₂ has better thermal stability than MoS₂. The results of this systematic study provide a physical guidance for WS₂-based device design.     

一步原位还原法制备WS2@Au量子点复合物及其传感应用

电化学传感器界面改造是提升其检测性能的重要途径.其中,增强电化学传感界面的生物相容性和导电性,是电化学传感器发展遇到的一个重大挑战.本文基于一步原位还原法制备的WS2@Au量子点(WS2@AuQDs),对玻碳电极表面进行功能化,用于氧化还原酶的固定,实现了高性能生物传感的构建.借助WS2@Au QDs良好的生物相容性及...     

Cytotoxicity and DNA Damage Effect of TGA-capped CdTe Quantum Dots

The cytotoxicity and DNA damage caused by thioglycolic acid(TGA)-capped cadmium telluride(CdTe)quantum dots(QDs)to hepatocyte line HL-7702 were investigated.Cell viability was measured by 3-(4,5-dimeth...     

SCN掺杂提高CsPbI3胶体量子点的稳定性和光探测性能

无机卤化物钙钛矿CsPbI₃胶体量子点因其优越的光电性能在光伏和发光器件领域中表现出极大的发展前景。然而,CsPbI₃较差的稳定性阻碍了实际应用。为此,我们采用SCN?离子掺杂CsPbI₃(SCN-CsPbI₃)量子点用于提高量子点的光学性能和稳定性。研究表明,SCN?离子掺杂不仅减少了量子点缺陷、改善了光学性能,还提高了Pb-X键能、量子点结晶质量以及钙钛矿结构稳定性。结果表明,SCN-CsPbI₃量子点的荧光量子产率(PLQY)超过90%,远高于未掺杂原始样品(PLQY为68%)。高的荧光量子产率表明量子点具有较低的缺陷态密度,这归咎于缺陷的减少。空间限制电荷和时间分辨荧光光谱等研究也证实SCN?离子掺杂减少了量子点的缺陷。此外,SCN-CsPbI₃量子点展现出很好的抗水性能,其荧光强度在水中浸泡4 h后依然保持85%的初始值。而未掺杂原始样品的荧光性能很快消失,这是因为水诱导其相变。基于SCN-CsPbI₃量子点的光电探测器表现出宽波域响应(400–700 nm),高的响应率(90 mA·W^?1)和超过1011 Jones的探测度,远高于未掺杂原始量子点探测器的性能(响应率为60 mA·W^?1和探测度为1010 Jones)。     

耦联剂辅助吸附法制备CuInS2量子点敏化太阳电池

分别以CuI 和InAc3 作为铜源和铟源, 十二硫醇(DDT)作为硫源, 采用直接加热法合成不同尺寸的CuInS₂ (CIS)量子点. 运用X射线衍射(XRD), 拉曼光谱(Raman), 高分辨率透射电镜(HRTEM), 紫外-可见(UVVis)吸收光谱表征其相结构、形貌及光学性能. 结果表明: 制备的CIS量子点为黄铜矿结构, 且随着时间的延长, 量子点逐渐长大, 吸收光谱的激子吸收峰逐渐红移, 表现出量子尺寸效应. 采用巯基乙酸为双功能耦联剂辅助吸附法制备CIS敏化的TiO₂薄膜. 通过衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)分析得出, 巯基乙酸上的羧基与TiO₂表面羟基连接, 另一端上的巯基代替长链的DDT与CIS 耦联, 将CIS 成功锚定在TiO₂表面. 该方法不仅操作简单, 而且容易实现CIS在TiO₂表面的吸附. 太阳电池光电性能测试表明, 粒径大小约为3.6 nm的CIS量子点表现出最优的吸附能力以及光电转换性能. 进一步采用连续离子吸附层法对CIS敏化的TiO₂薄膜进行CdS包覆, 光电转换性能大大提高, 其效率达到2.83%, 这主要源于CdS的包覆钝化了CIS 的表面缺陷, 有效地降低了电子复合.     

CuInS_2量子点敏化太阳能电池中尺寸依赖的电子注入和光电性质

研究了CuInS2(CIS)量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的电子注入和器件性能与粒子尺寸之间的依赖关系.首先合成了不同尺寸的CuInS2量子点(QDs),制备了CuInS2量子点敏化的TiO2薄膜,并组装了量子点敏化太阳能电池.通过循环伏安法确定了CuInS2量子点的能级位置.采用时间分辨荧光光谱分析测量了CuInS2量子点到TiO2薄膜的电子转移速率和效率.结果发现,随着粒子尺寸从4.0 nm减小到2.5 nm,电子注入速率略微增加而电子注入效率减小,同时量子点敏化太阳能电池的开路电压基本不变,而光电转换效率、短路电流和填充因子(FF)均减小.上述研究结果表明量子点敏化太阳能电池性能的优化可以通过改变量子点的尺寸来实现.