NiSb纳米颗粒的热液路线制备及电催化析氢性能研究

本文发展了一种简单经济的过渡金属锑化物热液合成路线,在160 oC的温和条件下,由商业易得的乙酰丙酮基镍和三苯基铋在油胺介质中还原制备出NiSb纳米颗粒. 反应中,还原剂甲硼烷-叔丁基胺络合物的使用能够有效促进金属源的快速还原,用以促进NiSb纳米颗粒的生成. 结构表征显示,所制备的NiSb产物为六方相(空间群P6₃/mmc)颗粒状纳米晶,其粒径约为10 nm. 该合成方法可拓展用于CoSb和Ag₃Sb等纳米颗粒的温和制备. 电催化析氢性能研究显示,NiSb纳米颗粒具有良好的电化学析氢反应性能. 结果显示,当阴极电流密度达到50 mA/cm²和10 mA/cm²时所需要的过电位分别为531和437 mV. 同时,NiSb纳米颗粒还具有较小的电荷转移阻抗和优良的循环稳定性能.     

直接Z型CdO-CdS纳米棒阵列的制备及其光电催化性能研究（英文）

本文通过简单的水热法制备了一种CdO-CdS-维纳米棒阵列,并系统地研究了材料的结构、形貌及其光电化学性质和产氢活性.所得纳米棒为直径100至200 nm的六方柱.通过优化煅烧温度和时间得到了该实验条件下光电催化性能最优的样品.在0 V vs.Ag/AgCl偏压下,CdO-CdS光电流密度为6.5mA/cm~2,光电催化产氢活性为240μmol·cm~(-2)·h~(-1),几乎是纯CdS的2倍.该体系的光电催化性能超过了许多己报道的相似体系.根据材料结构和光电化学性能表征结果,提出了直接z型光催化机理,该机理可以很好地解释光致载流子的高分离效率和优异的氧化还原性能.     

原位低场核磁共振弛豫法定量监测光催化Cr(Ⅵ)还原反应

本文利用原位低场核磁共振（LF-NMR）技术在真实固液反应环境中对光催化还原Cr（Ⅵ）反应进行了定量研究,并对Ag纳米颗粒负载量不同的Ag担载石墨相氮化碳复合光催化剂（Ag/g-C₃N₄）在可见光照射下催化Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）的性能进行了研究.研究发现,Ag纳米颗粒负载（负载量分别为1 wt.%、2 wt.%、5 wt.%和10 wt.%）可以有效提高g-C₃N₄的光催化性能;且负载量为5 wt.%时光催化性能最优,为无Ag负载的g-C₃N₄的4倍.此外,本文还通过横向弛豫时间（T₂）定量分析了反应体系中顺磁性Cr（Ⅲ）离子的浓度,证实了采用LF-NMR弛豫法评价光催化Cr（Ⅵ）还原反应性能的可行性.     

超小金纳米团簇的电催化氧还原性质（英文）

本文合成了含有2～4个Au原子的超小金纳米团簇并测试了其电催化氧还原性能.通过将前驱AuPPh_3Cl暴露在氨水中一个星期制备了超小的金纳米团簇.运用了ESI质谱、X射线精细结构吸收谱、X射线光电子能谱来测试这些超小金纳米团簇,表明这些超小金纳米团簇含有三苯基膦、羟基和吸附氧分子.将这些超小金纳米团簇负载到玻碳电极上,并用循环伏安法和线性伏安法测试其电催化氧还原性能.循环伏安结果表明,这些超小金纳米团簇电催化氧还原反应的起始电势为0.87 V(相对可逆氢电极),转移的电子数为4.     

飞秒激光烧蚀合成Y_2O_3∶Pr~(3+),Yb~(3+)上转换发光材料

利用飞秒激光烧蚀方法合成了Y2O3∶Pr3+,Yb3+纳米颗粒并对其上转换发光性质进行了研究。对合成产物的形貌分析显示,在一定的激光烧蚀功率密度下,即可制备出小尺寸的纳米颗粒,提高激光功率密度可以得到更高的纳米颗粒产量,所获得的纳米颗粒尺寸小于50 nm。荧光测试结果表明,Y2O3∶Pr3+,Yb3+纳米颗粒具有510 nm为中心的上转换发光带,上转换发光随纳米颗粒数量的增加而增强。     

氮化硅薄膜中纳米非晶硅颗粒的键合结构及光致发光

采用螺旋波等离子体化学气相沉积技术以N₂/SiH₄/H₂为反应气体制备了镶嵌有纳米非晶硅颗粒的氢化氮化硅薄膜,通过改变N₂流量实现了薄膜从红到蓝绿的可调谐光致发光.傅里叶红外透射和紫外-可见光吸收特性分析表明,所生长薄膜具有较高的氢含量,N₂流量增加使氢的键合结构发生变化,非晶硅颗粒尺寸减小,所对应的薄膜的光学带隙逐渐增加和微观结构有序度减小.可调光致发光(PL)主要来源于纳米硅颗粒的量子限制效应发光,随N₂流量增加,PL的谱线展宽并逐渐增强. 关键词： 傅里叶红外透射谱 光吸收谱 纳米硅粒子镶嵌薄膜 光致发光     

聚乙二醇辅助下的La-Co-O 复合氧化物合成及其对苯的完全氧化性能研究

以聚乙二醇(PEG)作为分散剂,采用共沉淀法合成La-Co-O复合氧化物,考察添加不同分子量的PEG (0, 2 000, 6 000, 20 000 g·mol-1) 对复合氧化物的物化性质及苯完全氧化性能的影响。采用N₂物理吸附、XRD、SEM、H₂-TPR、O₂-TPD和XPS进行催化剂表征。苯完全氧化反应结果显示催化剂活性顺序为LCO-PEG6000>LCO>LCO-PG20000>LCO-PG2000, LCO-PEG6000催化剂在383 ℃时对苯的转化率达到99%,比LCO低126 ℃。N₂物理吸附实验表明所制备的样品的S_BET均为9～10 m2·g-1。XRD分析显示合成的催化剂均为LaCoO₃钙钛矿主相伴生少量La₂O₃和Co₃O₄杂相,但添加PEG有利于钙钛矿主相的形成。尤其是添加PEG6000有效地抑制了催化剂颗粒的团聚,合成的样品颗粒均匀且尺寸最小。H₂-TPR和O₂-TPD结果表明该催化剂具有更高的还原性能和晶格氧迁移能力,同时XPS分析显示表面活性Co3＋含量最高,这些性质使其具有最高的催化氧化活性。     

超细硫化钼纳米线的电子结构和催化析氢性能的第一性原理研究

本文基于第一原理计算研究了一类新的1D超细硫化钼纳米线,包括Mo_2S_6、Mo_3S_6和Mo_6S_(10)纳米线.通过声子谱计算和600 K下的波恩-奥本海默分子动力学模拟,结果表明这些超细纳米线具有晶格动力学稳定性和较高的热稳定性.计算所得Mo_2S_6、Mo_3S_6和Mo_6S_(10)纳米线的弹性常数分别为21.33、103.22和163.00 eV/A.共中Mo_2S_6,Mo_3S_6纳米线是带隙为1.55和0.46 eV的半导体,而Mo_6S_(10)纳米线则表现为金属.另外,这些超细硫化钼纳米线可以作为催化剂用于析氢反应.对于Mo_2S_6纳米线,其氢吸附自山能变约为-0.05eV,这与Pt和H-MoS_2的氢吸附自由能变相当.这些1D硫化钼纳米线的预测可以丰富1D硫化钼家族,同时为理解过渡金属硫化物在析氢反应上的高效性能作为补充.     

热分解法制备MnFe2O4纳米粒子及其超顺磁性

采用热分解法制备了单相的锰铁氧纳米颗粒,X射线衍射以及透射电镜测量显示其颗粒大小约为20 nm.磁滞回线测量显示室温超顺磁性.零场和非零场磁测量显示制备的MnFe2O4纳米粒子平均截止温度为84.3 K,样品中最大颗粒的截止温度为230 K,且平均截止温度与外场H2/3存在线性关系.     

Au纳米颗粒负载WO_3纳米花复合结构的二甲苯气敏性能

本文采用水热法成功制备了Au纳米颗粒负载的WO_3纳米花材料,并运用XRD,SEM,TEM等手段对其晶体结构和形貌进行了表征,并详细研究了其对二甲苯的气敏性能.首先对Au的浓度和气敏元件的工作温度进行了优化,结果表明,0.4μl Au纳米颗粒负载的WO_3对二甲苯的灵敏度最高,最佳工作温度为250℃.同纯WO_3相比,Au纳米颗粒负载的WO_3纳米花具有更快的响应/恢复速度和更高的目标气体选择性,在100 ppm二甲苯中灵敏度达到了29.5.此外,检测限度可以低至5 ppm水平.最后对气敏元件表面可能发生的氧化还原反应的机理进行了研究和讨论,认为Au负载的WO_3纳米花材料有望应用于二甲苯气体传感器.     

SiO2包覆Y2O3:Er3+纳米粉的制备及发光性能

用微乳液法合成出SiO2包覆的Er3+掺杂的Y2O3粉体.X射线衍射结果表明,所制备粉体为立方Y2O3结构.透射电镜照片显示,其颗粒形状近似为球形,粒径为20～50 nm.该粉体在波长为980 nm的半导体激光器激发下发射出中心波长为562 nm的绿色和660 nm的红色上转换荧光,分别对应于Er3+离子的4S3/2/2H11/2→4I15/2跃迁和4F9/2→4I15/2跃迁,发光强度和激发功率的关系揭示其均为双光子过程.Er3+掺杂的Y2O3粉体具有高效的上转换发光性能,而经过纳米复合后制成的Y2O3(核)/SiO2(壳)在水溶液中具有较好的悬浮性,这对于其在生物荧光标记的应用具有重要意义.     

质子酸功能化离子液体中银纳米颗粒的制备及其光学性能研究

以质子酸功能化离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([Bmim]H₂PO₄)为反应介质和表面活性剂,采用简单的化学还原法制备了具有形状各向异性的块状银纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等一系列手段对其结构、形貌及光吸收特性进行了表征。结果表明,所制备的银纳米块具有立方结构,其平均横向尺寸约为30 nm,在硅片上自组装形成密堆积结构的多层膜。以1,2-二(4-吡啶基)乙烯(BPE)作为探针分子,研究所制备银纳米颗粒的表面增强拉曼散射(SERS)活性。结果表明所制的银纳米颗粒是较好的SERS基底,具有良好的增强效果,痕检能力及稳定性。对BPE分子的最低检测浓度可低至10-9mol·L-1,而且保存了90天后,其检测灵敏度没有显著的降低。     

Preparation and Characterization of Nanostructured Ni-TiN Composite Films

在悬浮有TiN纳米颗粒的镍镀液中,采用直流电镀方法制备了Ni-TiN纳米复合镀层. 采用原子力显微镜、X射线衍射仪和透射电镜等手段对镀层结构、表面形貌、耐蚀性能、硬度和热稳定性等进行了研究,并且与传统镍镀层的相应性能进行了比较. 结果表明,复合镀层在耐腐蚀性、硬度和热稳定性等方面都比传统镍镀层有了显著提高;由于电流密度对阴极析氢和镍晶粒的成核/生长速率的影响,Ni-TiN纳米复合镀层的硬度随着电镀电流密度的增加而轻微减小.     

小尺寸铕(Ⅲ)配合物荧光纳米颗粒的制备

利用再沉淀法分别制备出了小尺寸(~10nm)纯相和杂相的Eu³⁺配合物荧光纳米颗粒。所制备的纯相的荧光纳米颗粒在水溶液中容易聚集,并且荧光猝灭严重。相比较而言,掺有适量疏水性硅烷的杂相纳米颗粒则具有较强的荧光、均匀的尺寸和良好的分散性。硅烷在碱性环境下(pH=9)迅速地水解,而后在纳米微粒的表面形成二氧化硅薄层。亲水的二氧化硅薄层消除了Eu³⁺配合物纳米颗粒间的疏水相互作用,进而防止了纳米颗粒的聚集,从而导致了杂相荧光纳米颗粒发光性能的提高。     

氧化石墨烯负载金纳米颗粒SERS活性基底的制备与研究

本文采用湿化学方法制备具有表面增强拉曼散射活性的氧化石墨烯负载纳米金溶胶:通过以柠檬酸三钠为还原剂,在没有稳定剂、温和的液相反应条件下,同时还原氯金酸和深度氧化的石墨烯,原位制备氧化石墨烯负载金纳米颗粒复合物。利用紫外可见分光光度计、激光粒度分析仪、傅里叶变换红外吸收光谱仪、透射电子显微镜对所制得的氧化石墨烯负载金纳米颗粒复合物进行了表征和分析,并且采用拉曼光谱研究其作为增强试剂的性能。结果表明:所得溶胶在波长为540nm左右存在较强的吸收峰,粒径分布在50nm附近范围内;生成的金纳米粒子的大小及其分布受氯金酸用量的影响,并且粒径分布均匀,金纳米颗粒的平均尺寸为20nm,大量金纳米颗粒均匀地附着在氧化石墨烯的片层之间;氧化石墨烯的含氧官能团大幅降低,氧化石墨烯表面基团大部分被还原;以R6G为探针分子验证其拉曼增强效应,在浓度低至10nmol/L时依然具有较强的拉曼信号,增强因子达到2.4×10~5。所以高分散性、高稳定性的氧化石墨烯负载金颗粒溶胶,可作为SERS活性基底(增强试剂),用于快速检测。     

层状二氧化锰材料的制备及其电容特性

基于高锰酸钾和5-氨基四唑之间的氧化还原反应,采用常压加热法制备了二氧化锰材料.应用X-射线衍射、扫描电镜和透射电镜技术对所得材料的结构和形貌进行表征,结果表明,所得材料具有层状结构,为纳米片组成的颗粒.电化学测试显示,制备材料表现出优良的电容特性.当电流密度为0.50A/g时,比电容为196F/g.不同扫速下的循环寿命测试结果证明制备材料具有优异的循环稳定性.     

一种具有高比表面积的Ag@ZnO微-纳复合结构的合成及其在光催化还原二氧化碳方面的应用

采用简单的水热法制备了比表面积高达7.9801m~2/g的ZnO微米星状结构(ZnO star),利用AgNO_3紫外光照还原反应在其表面附着Ag纳米颗粒,构成Ag@ZnO star微-纳米复合分型结构,其光学吸收波长尺度涵盖从近紫外至近红外的太阳光谱波段.用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等测定了样品的相结构和组成元素.用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)确定了所合成样品的形貌和晶面结构并且证实了Ag@ZnO star异质结构的存在.紫外-可见-近红外分光光度计(UV-VIS-NIR spectrophotometer,UVNS)测试显示样品在近紫外至近红外波段都具有良好的光吸收性能.用Labsolar-6A高气密性自动在线光催化分析系统测量了样品的CO_2光催化还原为CO的性能,结果表明Ag@ZnOstar微-纳复合结构显著地提高了CO_2光催化还原的能力,较商用ZnO粉末提高了4倍,其原因归于两点:一是ZnO的分型结构显著提高了比表面积,二是Ag粒子与ZnO的耦合产生的等离激元增强效应以及使非极性面的活性得到增强.此工作对高效微-纳复合结构CO_2光催化还原剂的构建具有重要的指导意义.     

链状Pt-Ni纳米颗粒的制备、表征及高效电催化性能

开发高效、稳定的电催化剂是燃料电池走向实用的关键.为了解决催化剂因尺寸效应引起的催化活性和稳定性之间的矛盾,采用简便的一步溶剂热法设计合成了具有一维链状结构的Pt-Ni合金纳米颗粒催化剂.链状Pt-Ni纳米颗粒由平均尺寸约为10 nm的纳米颗粒和直径约为3 nm,长度为几百纳米的纳米线组装而成,该结构具有零维纳米颗粒高的比表面积和一维纳米线高的结构稳定性优势,可显著提高甲醇氧化反应的催化活性和稳定性,其质量活性和比活性分别是商业Pt/C纳米催化剂的5.7倍和7.6倍.经1000圈循环伏安测试后,该纳米材料仍保留91.2%的比活性,远高于商业Pt/C的4.4%.制备的一维链状结构很好地解决了纳米颗粒催化剂在反应中的团聚问题,为获得同时具有较高催化活性和稳定性的Pt基纳米催化剂提供了新的途径,有望实现大范围工业化应用.     

多芯粉末冶金工艺制备高临界电流Cu-Nb_3Sn线材

通过一种多芯粉末冶金工艺制备Cu-Nb_3Sn线材,是改善这种具有准连续Nb_3Sn纤维超导体的一种途径。研究结果表明,这种多芯导体具有高的临界电流密度,特别是在场强低于14T的情况下。对于反应前为Cu-38wt％Nb的85芯导体,Jc在4.2K下达到1.1×10~5A/cm~2(在11T下),7.6×10~4A/cm~2(在12T下)和6.0×10~3A/cm~2(在16T下)。通过多芯粉末冶金工艺制备的Cu-Nb_3Sn导体,Kramer函数J_c~(1/2)H~(1/4)在高场区是J_c的线性函数。H_(c2)~*大约17.1T.机械性能优异于青铜法制备的导体。本文报道导体的制备工艺、超导性能、热处理和显微结构对J_c的影响。     

水浴法制备ZnO纳米棒及其场发射性能

用硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)与六亚甲基四胺(C6H12N4)以等浓度配制成反应溶液,通过水浴法制备出了形貌可控的棒状ZnO纳米结构,讨论了不同反应浓度及衬底对ZnO表面形貌的影响.样品的XRD和扫描电子显微镜分析结果表明,所得产物均为六方纤锌矿结构,在有晶种层的衬底上制备出的ZnO纳米棒沿(001)方向并垂直于衬底表面生长.随着反应浓度的增加,ZnO纳米棒的直径增大,长径比减小.样品的场发射性能测试表明,反应溶液浓度为0.005 mol/L,以铜膜为晶种层的硅衬底上制备出的场发射阴极具有较好的场发射性能.