烷基胺为媒介的铜纳米棒的合成及其生长机制研究

以氯化铜为前躯体,葡糖糖为还原剂,烷基胺(十六胺和十八胺的混合物)为络合剂和表面包覆剂,经过络合反应和溶剂热两步反应首先得到形貌均一、直径约为100 nm的铜纳米颗粒, 随后自发生长为五重孪晶铜纳米棒(仍含有部分颗粒)。实验过程中分别对溶剂热反应1 h、3 h和5 h后的还原产物的形貌特征加以表征,可以推断被还原的铜原子首先均匀成核形成初级铜纳米颗粒,经过奥斯特瓦尔德老化过程生长为五重孪晶的次级铜纳米颗粒,由于孪晶结构具有很高的生长活性,在烷基胺的表面包覆作用下生长为各项异性的铜纳米棒。该方法提供了一种有效的铜纳米棒的制备方法并且降低了一维铜纳米材料的合成成本。     

表面羧基化Fe3O4磁性纳米粒子的快捷制备及表征

亲水性磁性纳米颗粒在生物科学领域有着广泛应用,本研究提出了一种快速对磁性纳米粒子表面进行羧基化的方法. 首先使用氯化铁和氯化亚铁为原料, 以油酸为表面活性剂, 通过共沉淀法制得油酸包覆的亲油性磁性纳米粒子, 然后用高锰酸钾进行原位氧化, 将覆盖在粒子表面的油酸中的C＝C键氧化成-COOH, 从而得到单层羧基功能化的亲水性磁性纳米粒子. 利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅利叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、振动样品磁强计(VSM)、Zeta电位分析仪等对其进行表征. 结果表明磁性纳米粒子表面被成功羧基化,粒子的平均直径约为9 nm,饱和磁化值为64.5 emu/g,剩磁和矫顽力近似为零,具有典型的超顺磁性. 羧基化磁性纳米粒子可在pH7-10的水溶液中形成稳定分散的磁流体,保存6周无沉淀出现.     

多元醇还原法制备片状六边形Fe3O4纳米颗粒

在表面活性剂油酸和油胺,液相环境二苄醚体系中,利用多元醇还原法,采用1,2-十二烷二醇还原前驱体乙酰丙酮铁Fe(acac)3,通过表面活性剂、金属前驱体以及液相环境的共同作用,制备出了单分散片状六边形Fe3O4纳米颗粒。分析了表面活性剂以及还原剂多元醇对纳米颗粒尺寸及形貌的影响。TEM表征结果显示：与未使用表面活性剂的情况相比,油酸和油胺的加入抑制了颗粒的生长,使颗粒尺寸从24.2 nm降低到10.7 nm;颗粒形貌多样化,出现了片状六边形形貌的Fe3O4纳米颗粒。磁性能检测表明： Fe3O4纳米颗粒具有高饱和磁化强度（Ms=88 emu/g）和零剩磁的特点,有望作为磁标记材料应用在生物检测上     

上转换荧光纳米材料的水溶性修饰

近红外激发/可见或近红外发射的上转换荧光纳米材料在近十年得到了迅速的发展,其在生物领域如生物检测、荧光成像、光动力治疗和药物运输等方面有着广泛的应用。目前利用油酸、油胺等作为表面活性剂,采用高温热分解法、高温共沉淀法、溶剂热法等都能合成粒径均一、发光较强、在环己烷等非极性溶剂中分散性很好的上转换荧光纳米颗粒,但此类方法合成的纳米粒子表面包覆了一层憎水的油酸或油胺分子,需要进行表面修饰,使其在水相分散后才能进行后续的生物应用。现阶段憎水相转亲水相的修饰方法主要有配体交换、配体氧化、两亲配体包覆、二氧化硅包覆等,本文将对这些表面修饰的方法逐一进行介绍并对比其优缺点。     

纳米铁微粒的制备、表征及在煤油中的应用

由FeSO4·7H2O和NaBH4合成了纳米铁微粒,并用异辛酸进行表面包覆. 采用X射线衍射能谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氧弹量热计和热分析测试技术表征了纳米铁微粒的结构、形貌及热性能. 结果表明,制备的纳米铁微粒是体心立方晶系,颗粒呈球形,平均粒径100 nm,颗粒间呈粘连状. 热性能研究表明,在25～600 ℃范围内,异辛酸修饰前后,产物的总增质量由22%提高至28%,表明异辛酸的修饰提高了纳米铁的抗氧化性能;异辛酸修饰的纳米铁粉的添加量对煤油燃烧热值影响的研究结果表明,纳米铁粉加入到煤油中且质量百分数小于1%时,可使煤油的燃烧热值提高最大234.08 J/g.     

生物医用纳米颗粒表面的两性离子化设计

生物医用纳米颗粒的表面设计对维持纳米颗粒稳定性和抑制蛋白质非特异性吸附从而实现体内长效循环等具有重要意义.具有细胞膜仿生结构的两性离子界面能通过离子静电作用形成高效水合层,不仅可有效增强纳米颗粒的稳定性和抗免疫清除能力,通过提高体内循环时间增强其"被动"靶向能力,而且当与环境响应性或生物活性分子复合后,还可有效实现纳米颗粒的"主动"靶向功能,因此"两性离子化"已经发展为纳米颗粒表面设计的新策略.本文主要概述了两性离子材料在生物医用纳米表面设计中的应用进展,包括小分子和聚合物两性离子对无机纳米颗粒的表面修饰、聚合物两性离子组装体用于抗肿瘤药物传递等,同时也介绍了混合电荷材料的一些特殊性质和应用.     

液相沉积法制备TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜

研究了用液相沉积法在TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜的过程.通过透射电镜(TEM)和酸溶实验分析,证实本实验在TiO2颗粒表面包覆了一层连续、致密的SiO2纳米膜.ζ-电位分析表明,颗粒表面只需少量包覆就可以显著改变颗粒表面的电动力学行为.采用 X射线荧光光谱分析仪（XRF）测定SiO2包覆量随包覆过程的变化.通过X射线光电子能谱（XPS）分析,获得Ti 2p、Si 2p及 O 1s电子结合能及其相对强度随包覆过程的变化规律,揭示硅酸分子在TiO2颗粒表面的包覆过程.分析表明,初期形成的活性硅酸分子与TiO2颗粒表面的羟基反应形成Ti－O－Si键,后期形成的硅酸分子与已键合在表面的硅酸发生缩合反应,形成连续致密的硅膜,膜层在陈化过程中继续缓慢生长.     

烷基胺作为络合剂制备亲油性纳米银

在烷基胺/油酸/水混合体系中制备出表面包裹的亲油性纳米银颗粒,体系中的烷基胺作为络合剂和稳定剂起到使Ag离子水溶液与油酸互溶的作用,在还原过程中均匀释放出Ag离子,使Ag表面被油酸包裹具有亲油性。在相同反应条件下,分别以环己胺、正丁胺、三乙胺作为络合剂,考察了不同结构的胺对纳米Ag的形成过程以及对纳米Ag的表面性质和形貌的影响,并考察了所得纳米Ag颗粒的热稳定性。结果表明,相同反应条件下,正丁胺和三乙胺比环己胺更适于作为络合剂和稳定剂来制备油酸包裹的亲油性纳米Ag,所制备的纳米Ag颗粒在烷烃等中具有较好的热稳定性。     

纳米锰锌铁氧体的制备及在TPV中的应用

采用化学共沉淀法制备纳米锰锌铁氧体纳米颗粒,并用油酸进行表面改性,有效地阻止了纳米颗粒的团聚;改性后团聚体的粒径明显减小,提高了其在TPV中的分散性.将制备好的纳米颗粒作为填料改性TPV,通过一系列试验发现,油酸改性的锰锌铁氧体纳米颗粒比未改性的纳米颗粒更能提高TPV的拉伸强度和断裂伸长率.     

天然松香用于制备球型纳米银的研究

以AgNO3为原料,利用天然松香中的还原性物质枞酸还原银氨络离子得到银纳米颗粒,利用油酸等与纳米颗粒的相互作用在表面形成一层保护层来防止纳米颗粒的聚集。并用UV-vis、TEM和XRD对其进行检测和表征。通过控制反应条件,可制得粒度分布较均匀、结晶性能良好的银纳米颗粒。     

高强度黏附力可调控的水下超疏油铜网膜的制备

通过调控在铜网表面电镀铜的时间制备了一系列具有不同黏附性的水下超疏油铜网表面, 并进一步在铜网表面包覆一层磷酸二氢铝(ADP)纳米涂层. 在保持铜网表面原有微结构形貌不变的前提下, ADP纳米涂层有效增强了铜网表面微纳结构的机械强度及表面浸润特征的稳定性. 研究结果表明, 铜网表面不同微结构赋予了表面与油滴之间不同的接触状态, 从而产生了不同的黏附性; ADP包覆后铜网表面微结构机械强度的增加, 得益于包覆后表面微观结构在外力作用下最大应力和最大横向位移的明显降低.     

Fe3O4纳米颗粒的表面改性

通过实验对Fe3O4纳米颗粒表面改性的最佳条件进行了摸索.并根据表面改性的包覆机理对不同酸度,温度和表面活性剂的用量对Fe3O4纳米颗粒的尺寸,磁性和稳定性的影响进行了理论上的分析.     

TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜的动力学模型

针对液相法二氧化钛颗粒表面包覆氧化硅纳米膜的过程,提出包覆过程是溶胶凝胶机制,研究了表面成膜的动力学方程,考察了成膜剂浓度和成膜过程中温度对成膜速度的影响,并通过实验对氧化硅膜形成的动力学方程进行了验证.     

超声场中纳米TiO2表面包覆氧化硅的研究

在超声场中，通过硅酸钠水解生成的无定形氧化硅对金红石相纳米TiO₂进行表面包覆，利用红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和透射电镜对所得样品进行了表征，并对纳米TiO₂的光稳定性和分散性进行了评价。红外光谱和X射线光电子能谱表明，氧化硅以化学键合的方式沉积在纳米TiO₂的表面，在包覆层和纳米TiO₂颗粒之间的界面上形成了Ti-O-Si键。TEM照片、表面元素分析和光稳定性实验显示，氧化硅在纳米TiO₂表面形成了均匀的包覆层，超声场有助于提高包覆层的均匀性和致密性。氧化硅的表面包覆提高了纳米TiO₂在水中的分散性、紫外线屏蔽能力和可见光透过性。随着氧化硅含量的增加，纳米TiO₂的光稳定性逐渐提高，当m(SiO₂)∶m(TiO₂)>1∶5时，纳米TiO₂的光稳定性基本不变，而且在热处理过程中纳米TiO₂的晶粒生长得到有效抑制。     

Fe304纳米颗粒的表面改性

通过实验对FE304纳米颗粒表面改性的最佳条件进行了摸索．并根据表面改性的包覆机理对不同酸度、温度和表面活性剂的用量对Fe304纳米颗粒的尺寸，磁性和稳定性的影响进行了理论上的分析．     

石墨烯包覆碳纳米管-硫(CNT-S)复合材料及锂硫电池性能

针对锂硫电池研究与实际应用中遇到的主要问题, 本文通过一种简单有效的水热法还原氧化石墨烯对商用碳纳米管-硫(CNT-S)纳米复合材料进行包覆, 形成一种可有效抑制多硫聚合物扩散的石墨烯包覆结构。X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM)表征结果表明硫均匀地负载在碳纳米管上, 并且在CNT-S复合材料外表面包覆有一层石墨烯。电化学测试结果表明, 这种包覆结构能显著提高CNT-S复合材料的锂硫电池性能。     

石墨烯包覆碳纳米管-硫(CNT-S)复合材料及锂硫电池性能

针对锂硫电池研究与实际应用中遇到的主要问题,本文通过一种简单有效的水热法还原氧化石墨烯对商用碳纳米管-硫(CNT-S)纳米复合材料进行包覆,形成一种可有效抑制多硫聚合物扩散的石墨烯包覆结构。X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)表征结果表明硫均匀地负载在碳纳米管上,并且在CNT-S复合材料外表面包覆有一层石墨烯。电化学测试结果表明,这种包覆结构能显著提高CNT-S复合材料的锂硫电池性能。     

磁性纳米包覆微球的制备和磁性表征

以胶体球形粒子为基体发展起来的纳米包覆(nano鄄coating)技术近来引起人们的极大兴趣,这种纳米包覆技术得到的产物常常被称为核壳粒子(core鄄shellparticles)。这种包覆一般是将纳米颗粒直接吸附在核微球上,或者包覆材料控制沉淀在核微球上[1,2]。这些复合微球常常展现出独特的光、电、力学、化学、催化等性质,因而具有广泛的研究和应用前景[3~7]。近十几年来,用做磁感应成像的超顺磁材料得到了深入的研究[4]。一方面,磁性颗粒的尺寸、电荷和表面成分对其应用有很大影响[8,9],另一方面,材料的磁学性质又主要取决于磁颗粒的大小[10]。Xu和Lindlar制备了含超顺磁颗粒的聚合物胶体颗粒,被用于构建超顺磁性的光子晶体[11,12]。在聚合物微粒上包覆氧化铁颗粒通常采用表面沉淀或表面改性官能团诱导反应包覆的方法。但这些方法不能很好控制复合微粒的均一性和表面平整性;Caruso的层鄄层包覆法(Layer鄄byLayer)虽然实现了磁性颗粒包覆[13],然而这种方法非常繁琐而不利于广泛应用。本文报道了一种新的合成磁性包覆颗粒的方法,即以聚合物微球为基核,通过非均相种子生长法包覆磁性纳米颗粒,并研究了...     

原子层沉积氧化物包覆层对奥克托金感度的影响

通过原子层沉积(ALD)技术在微米级奥克托今(HMX)炸药颗粒表面包覆了氧化铝和氧化锌薄膜.采用X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对包覆后HMX颗粒的表面化学组成和形貌进行了表征,利用差示扫描量热法和热重法分析了包覆后HMX的热分解行为.测试了ALD氧化物包覆的HMX的机械感度和静电火花感度,研究了HMX颗粒表面包覆层的组成和厚度对其感度的影响.结果表明,ALD氧化铝或氧化锌薄膜均能够完整、均匀地覆盖HMX颗粒的全部外表面,薄膜厚度在纳米尺度范围内精确可调.ALD氧化铝或氧化锌薄膜对HMX的热分解性能影响很小.由于金属氧化物具有很高的硬度,ALD氧化铝或氧化锌包覆膜不能降低HMX的机械感度.但氧化物薄膜具有一定的导电性,可降低HMX的静电火花感度.     

油酸修饰CuS纳米颗粒的原位合成及其摩擦学性能

利用原位合成法室温下直接在基础油中成功制备了油酸修饰CuS 纳米颗粒, 将其长时间静置, 不会发生纳米颗粒的团聚. TEM 研究表明, 该方法制备的纳米颗粒粒径大约为30 nm. 红外光谱结果表明, 由于油酸的羧基与无机CuS纳米颗粒表面发生了化学吸附,使无机纳米颗粒的表面有一层有机修饰层, 从而增强了其油溶性.摩擦磨损试验结果表明,该添加剂在基础油中能起到抗磨减摩的效果.随着添加剂浓度的增大, 摩擦系数和磨斑直径都呈现下降趋势,当添加剂浓度为0.1%(w)时, 摩擦系数和磨斑直径都达到最小值,但是进一步增加添加剂浓度, 摩擦系数与磨斑直径又都开始增大. SEM 研究结果表明, 油酸修饰CuS 纳米颗粒能起到抗磨减摩作用的原因是因为其有利于在摩擦副表面形成牢固的润滑膜.