模板技术制备一维纳米纤维及其阵列

以阳极多孔氧化铝膜为模板 ,制备了一系列一维结构材料及其阵列体系 ,材料的结构和阵列方式可调 .主要包括两方面内容 :通过功能单体的自由基聚合 ,制备了核壳结构的双重凝胶纳米纤维PDMA/PNH4AA及其阵列 ,控制氧化铝膜表面的润湿性 ,双重凝胶纳米纤维的核壳结构可以发生相反转 ,通过银离子与PNH4AA相的选择性复合 ,制备了柔性银纳米纤维或管 ;结合嵌段共聚物的自组装和无机物的溶胶 /凝胶过程 ,制备了一维有序介孔二氧化硅及其阵列体系 ,改变嵌段共聚物的浓度 ,可以控制二氧化硅的介观结构 .此材料易于进行异质复合 ,因而便于制备功能性一维复合材料及其阵列体系     

金纳米棒核／二氧化硅壳纳米复合结构的可控制备及细胞成像

采用模板合成以及溶胶凝胶方法制备了金纳米棒核／二氧化硅壳（GNR@SiO2）纳米复合粒子,探讨了这种新型纳米复合结构的可控制备、光谱性质、细胞毒性和细胞成像。通过紫外可见分光光度计、透射电镜、共聚焦显微镜对样品进行表征,结果表明：通过对反应时间的调控,获得的纳米复合粒子的二氧化硅壳层厚度可以控制在20～30nm。由于二氧化硅壳层的存在,大大提高了金纳米棒的稳定性,同时降低了金纳米棒的细胞毒性;此外,由于二氧化硅壳层具有良好的化学修饰作用,因此可以将荧光探针分子标记在二氧化硅壳层表面,修饰后的纳米复合粒子可以通过细胞内吞作用进入细胞,从而实现细胞内的光学成像。因此,该纳米粒子复合材料在生物传感、细胞成像以及光热治疗等方面有着良好的应用前景。     

多孔氧化铝膜上自组织生长Sn纳米点阵列的研究

以多孔阳极氧化铝膜(porous anodic alumina, PAA)为基片，采用真空电子束蒸发的方法在多孔氧化铝膜上制备了高度有序度的Sn纳米点阵列.锡纳米点阵的XRD与块体锡的完全相同，扫描电镜(SEM)测试结果表明，所制备的金属Sn纳米点阵与阳极氧化铝膜的多孔阵列具有完全相同的有序结构，阵列中每个Sn纳米粒子的形状为球形的，其直径接近于PAA膜的孔直径.对Sn纳米点阵形成过程和形成机理进行了讨论.     

不同生长环境下砷化镓纳米颗粒的应变场模拟

对于埋嵌在薄膜材料中的纳米颗粒,在其生长过程中总是不可避免地伴随着应变场的产生,而这种应变场的分布能反映纳米颗粒的结构变化,纳米颗粒结构与它的物理性能有重要的关系.研究埋嵌在不同薄膜材料中的纳米颗粒生长过程中的应变场分布对于调控纳米颗粒的物理性能有着重要的意义.本文利用有限元算法分别计算了埋嵌在非晶氧化铝薄膜和非晶二氧化硅薄膜材料中的砷化镓纳米颗粒生长过程中的应变场分布.砷化镓纳米颗粒在以上两薄膜材料生长过程中都受到非均匀偏应变作用.对于埋嵌在氧化铝薄膜中的砷化镓纳米颗粒,其生长过程中,纳米颗粒内部受到的应变大于纳米颗粒表面受到的应变;而对于埋嵌在二氧化硅薄膜中的砷化镓纳米颗粒,纳米颗粒内部受到的应变小于纳米颗粒表面受到的应变.选择砷化镓纳米颗粒生长的薄膜材料可以调控纳米颗粒生长过程中的应变场分布,从而进一步调控纳米颗粒的晶格结构和形貌及其物理性能.     

金属铜纳米孔洞阵列膜制备方法研究

以多孔阳极氧化铝膜(anodic aluminum oxide，AAO)为模板，用真空蒸镀法复制了金属铜的纳米孔洞阵列膜，SEM结果表明，制备得到的金属铜纳米孔洞阵列膜形貌与AAO膜一致.此方法简单易行，能大规模生产，为纳米膜的工业化复制提供了一种新的工艺，为纳米线、纳米管等纳米阵列材料的合成与组装提供了有利的条件. 关键词： AAO模板 真空蒸镀 金属铜纳米孔洞阵列膜 纳米复制     

SiO_2/Ag核壳结构纳米粒子的制备及其表面荧光增强

以罗丹明B掺杂的SiO2球为核,通过化学还原的方法制备了二氧化硅/银核壳结构复合纳米粒子。采用透射电镜(TEM)、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计和荧光分光光度计对二氧化硅/银核壳结构纳米粒子的表面形貌、表面等离子共振和表面荧光增强特性进行了研究和表征。结果表明,二氧化硅/银核壳结构纳米粒子的表面等离子共振峰具有明显的可调谐性,且其表面荧光增强强烈依赖于银壳层的表面等离子共振,随银壳层厚度的增大而增强。     

核壳结构磁性复合纳米材料的可控合成与性能

具有核/壳结构的磁性复合纳米材料是十分重要的功能材料,其综合物性受材料微结构的影响,而这很大程度上又取决于复合体系的可控合成.本文综述了近二十年来有关核/壳磁性复合纳米材料的制备、表征及性能研究方面的进展,讨论的体系主要有：铁氧体基永磁/软磁（反铁磁）复合纳米材料、非磁性体包覆磁性核而成的复合纳米材料、用磁性颗粒催化合成的碳基复合纳米材料、基于交换偏置效应而设计的复合纳米材料、核-壳同轴结构的一维复合纳米材料和核/壳/壳三元结构的磁性复合纳米材料等.构建复合体系的组分包括M型永磁铁氧体、3d过渡金属（及其合金、氧化物、碳化物）、多铁化合物、非磁性体（比如绝缘体、半导体、有机分子）和碳材料等,着重分析了复合纳米材料的热稳定性、光致发光性能、光电催化能力、电化学特性、微波吸收性能、磁电阻效应、永磁体性能、高频软磁特性、交换偏置效应及其相关现象.最后,对核/壳结构磁性复合纳米材料的未来发展趋势进行了展望,并在基础研究和改性应用方面提出了一些建议.     

电子束蒸发法在多孔氧化铝膜上制备银纳米点阵列

采用二步阳极氧化法在草酸溶液中制备了高度有序的多孔阳极氧化铝(Porous Anodic Alumina,PAA)薄膜。以多孔氧化铝薄膜为模板,采用真空电子束蒸发的方法在多孔氧化铝模板上制备出了高度有序的金属银纳米点阵列体系。扫描电镜(SEM)测试结果表明,所制备的金属银纳米点阵列与多孔阳极氧化铝膜的多孔阵列具有完全相同的有序结构,阵列中银纳米颗粒的形状接近球形,其直径大约为70nm,与氧化铝模板的孔径基本一致。研究了高度有序银纳米点阵列的形成过程。     

LiFePO4纳米管的制备与表征

采用溶胶凝胶法在氧化铝模板中成功的制备了LiFePO4一维纳米管阵列．扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征结果表明所制备的LiFePO4纳米管具有单分散性,互相平行,高度有序。综合选区电子衍射、X射线衍射以及X光线能谱表征结果,所制备的LiFePO4纳米管为单一的橄榄石型结构．这种在室温和温和条件下合成的一维LiFePO4纳米管,可以做为新型的锂离子电池正极材料．     

电化学在ICF靶制备中的新应用

报道了近年来在电解加工技术制备理论密度金属薄膜和电沉积技术制备金属纳米丝阵列材料等领域取得的进展。采用硫酸+甲醇电解液体系获得了表面粗糙度小于30nm的钛膜。采用阳极氧化铝模板电沉积技术制备出长度约10μm、直径约300nm的金纳米丝阵列。主要讨论了电解液配方及电解加工参数的选择,金属纳米丝直径与长度的控制等问题。     

含纳米金属阵列阳极氧化铝膜的偏振特性

利用阳极氧化铝的纳米多孔阵列结构特性，将金属Cu电镀到氧化铝的孔中，得到含有金属纳米阵列的氧化铝膜。实验发现，这种氧化铝膜确实象金属线栅偏振器一样表现出偏振特性，是一种新型微偏振器件。它在波长大于500nm时吸收很小，在波长为1．5μm时有高达67．1％的透射率和25．6dB的消光比。该氧化铝膜的偏振特性与阳极氧化和电镀条件有关。随着电流密度的增大，金属柱增多，光学损失增大，透射率降低，而偏振度增大。但是当电流密度增加到某一数值时，偏振度降低。通过优化制备条件，可得到高效率的氧化铝微偏振器。这种微偏振器制作简单，体积小，在光电通信领域有着非常广泛的应用前景。     

受限于纳米孔的星型ABC三嵌段共聚物自组装形成核-壳-柱状相

在不同条件、不同形状与尺寸孔隙下,星型ABC三嵌段共聚物自组装形成的核-壳-柱状相的相行为,纳米结构形成与小孔几何形状有关,不同表面势能对星型ABC三嵌段共聚物的自组装过程有影响.     

化学镀制备镍纳米线/管阵列铂钯催化剂载体

以阳极氧化铝作为模板,用化学镀的方法制备了可以用作铂钯复合催化剂载体的镍纳米线和纳米管阵列,利用置换反应将铂钯复合催化剂沉积在镍纳米阵列材料上．SEM图片表明镍纳米线的平均直径 为100 nm,镍纳米管的平均内径为20 nm． EDS扫描的结果表明铂钯元素均匀地分布在阵列材料上．循环伏安研究发现载有铂钯催化剂的镍纳米管阵列对乙醇氧化的电催化活性明显高于载有铂钯催化剂的镍纳米线阵列．     

纳米碳管复合凝胶玻璃结构及谱学性能研究

用物理掺杂工艺将纳米碳管引入二氧化硅凝胶玻璃基质,成功制备了纳米碳管复合凝胶玻璃,采用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等测试方法对其结构和谱学性能进行了表征。结果表明,通过优化掺杂工艺能够实现纳米碳管与基质的均匀复合,纳米碳管本身的结构在掺杂过程中并未发生改变。纳米碳管的引入对二氧化硅凝胶玻璃基质的紫外-可见吸收光谱和红外光谱未产生显著影响。     

有序介孔SBA-15复合稀土Tb络合物的制备和发光特性

以三嵌段化合物P123为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,利用水热法制备出有序介孔二氧化硅SBA-15,随后利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、乙酰丙酮(ACAC)分步对该有序介孔材料进行改性,再将其置于乙醇溶液中,加入三价稀土Tb的盐溶液进行络合,制备出具有强发光性能的有序介孔纳米复合稀土材料。采用XRD、FTIR和荧光光谱等分析方法对复合材料的结构与性能进行了研究。发现有序介孔材料、第二配体(邻菲口罗啉Phen)对稀土络合物发光强度有重要影响,并对其机理进行了解释。另外,发现其热稳定性也有所提高。     

介孔二氧化硅双重孔隙的导热特性研究

介孔二氧化硅颗粒的双重孔隙分布特征对材料的导热性能具有显著影响。本文通过微观形态表征分析了介孔二氧化硅的复合孔道，并基于受限空间内的气体分子动力学理论，构建了双重孔隙结构的热导率关联模型。为了验证理论模型的合理性与准确性，采用瞬态热带法测量了介孔二氧化硅材料(MCM-41和SBA-15)在0～30 MPa和20～550℃的环境压力及温度变化下的有效热导率。实验测量结果表明，本文理论模型可以有效预测介孔二氧化硅颗粒热导率的变化规律。进一步根据模型分析可知，材料热导率随着环境温度及压力的升高而增长，表现出明显的正相关性，同时其微观结构的差异也是热导率变化的决定性因素。     

多种金属/TiO2核壳纳米棒阵列的通用制备方法

使用了一种具有较大通用性的方法制备了金属/二氧化钛(TiO₂)核壳纳米结构. 采用电沉积方法在多孔氧化铝模板(AAO)孔洞中沉积壁厚均一的TiO₂纳米管,TiO₂纳米管的壁厚可以通过沉积时间来控制,而纳米管的直径和长度则由模板孔洞大小和模板厚度决定. 采用这种方法制备的TiO₂纳米管顶端是开放的,而底端连接在电沉积前溅射在AAO模板背面的金膜上. 这种TiO₂纳米管阵列结构适合进行二次电沉积,以它为模板将Pd、Cu、Fe等金属沉积到纳米管中形成核壳纳米棒结构. 这是一种可以用于制备多种金属/TiO₂核壳纳米结构的通用方法,采用这种方法制备的金属/TiO₂核壳纳米棒结构具有填充率高和取向性好的特点,而且它们的壁厚和长度可以通过分别改变两步电沉积的时间来控制.     

铜钴合金纳米有序阵列的光学特性

用电化学法制备了高度有序的多孔阳极氧化铝模板, 选用CoSO4和CuSO4的混合溶液为电解液,用交流电化学沉积法在多孔阳极氧化铝的柱形微孔内制备铜钴合金纳米线有序阵列.分别用扫描电镜(SEM),X 射线衍射仪(XRD)对多孔氧化铝模板和纳米线阵列的微观形貌和结构进行分析.结果显示,制备的合金纳米线表面光滑、均匀,纳米线中的晶粒在长过程中有(111) 晶面的择优取向.用UV3101分光光度计测试了铜钴合金多孔铝复合结构的透射光谱及偏振光谱表明,合金纳米复合结构在可见及近红外波段具有良好的透射比和消光比;铜钴合金纳米复合结构的确能够改善单一金属的特性,比如在近红外光区,其消光比(30 dB)优于铜纳米复合结构(17 dB).     

氧化锌/硅纳米孔柱阵列的结构和光致发光特性研究

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底、用化学气相沉积法制备了具有规则阵列结构特征的ZnO/Si-NPA纳米复合体系，并对其结构和光致发光性质进行了表征. 实验结果显示，组成ZnO/Si-NPA表面阵列的每个柱子均呈现层壳结构. 不同于衬底Si-NPA的红光和蓝光发射，ZnO/Si-NPA在紫外光区和蓝绿光区呈现出两个强的宽发光峰. 分析表明，紫外光发射应归因于ZnO晶体的带边激子跃迁；而蓝绿光发射则来自于ZnO晶体本征缺陷所形成的两类深能级复合中心上载流子的辐射跃迁.     

Co/AAO纳米有序阵列复合结构的光致发光和光吸收特性

以草酸电解液制备的高度有序的纳米级多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用交流电化学沉积工艺合成了Co/AAO纳米有序阵列复合结构。分别研究了AAO模板和Co/AAO结构的光致发光和光吸收特性。结果表明,AAO模板在350～550nm范围内存在较强的光致发光带,其峰位在395nm处;Co/AAO纳米有序阵列复合结构的光致发射峰位亦在395nm处,且发光峰强度随Co沉积量的增加而迅速减弱。实验发现,Co/AAO纳米有序阵列复合结构的光吸收边从近紫外至近红外的波段范围内发生大幅度红移,最大红移量甚至超过380nm。文章定性分析并解释了Co/AAO纳米有序阵列复合结构吸收边大幅度红移及其光发射峰位不变、而峰强减弱的主要原因。