先进蛋黄-蛋壳结构能源转化纳米反应器

蛋黄-蛋壳结构独特的纳米结构及特性,使其在很多领域中具有潜在的应用价值,因此近年来受到了广泛关注.本综述总结了使用蛋黄-蛋壳纳米结构作为纳米反应器的研究进展.从合成策略出发,主要强调最近五年合成蛋黄-蛋壳纳米结构的最新研究进展.通过光催化,甲烷重整和电催化等反应作为典型的反应过程,重点讨论蛋黄-蛋壳结构纳米反应器在催化领域的应用,并对该领域未来的发展进行了展望.     

“蛋黄-蛋壳”结构纳米反应器的设计、调控及在锂硫电池正极中的应用研究

锂硫电池具有理论能量密度高等优势,被认为是最有前景的一类新型二次电池.硫正极存在硫和硫化锂的导电性差、可溶性多硫化物的扩散/穿梭、循环过程中硫的体积膨胀以及氧化还原过程慢等问题,严重制约着电池的活性和循环稳定性.设计“蛋黄-蛋壳”结构纳米反应器应用于锂硫电池正极,可通过调控其“蛋黄”、“蛋壳”和“空腔”结构缓解充放电过程中电极的体积变化,为离子/电子输运提供快速通道,强化对多硫化物的吸附和催化转换作用等,进而提高电极的活性和循环性能,有利于推进锂硫电池的商业化进程.本文总结了“蛋黄-蛋壳”结构纳米反应器的设计和调控策略,包括单核-单壳、单核-多壳、多核-单壳以及多核-多壳等,并结合锂硫电池的工作特点和目前应用存在的问题,对未来发展前景进行了展望.     

“蛋黄蛋壳”结构纳米电极材料设计及在锂/钠离子/锂硫电池中的应用

“蛋黄蛋壳”结构纳米材料,具有易于调控的“蛋黄”、“蛋壳”和“空腔”结构,可视作“纳米反应器”,在催化、储能等领域表现出显著的应用潜力。尤其在电化学能源存储和转换方面,该结构纳米电极具有大的比表面积和独特的核壳结构,在充放电过程中可缓解电极的体积变化,提供快速的离子/电子输运通道,强化中间产物的吸附和提升转换反应效率等,能显著提高电极稳定性、倍率性能和循环性能,是一类较为理想的电极材料。本文针对“蛋黄蛋壳”结构纳米电极在锂/钠离子电池、锂硫电池等新兴二次电池领域的实际应用,总结了具有该结构纳米电极的设计与合成策略,包括:模板法、奥斯特瓦尔德熟化、电化学置换、克肯达尔效应等,评述了各种策略的优缺点以及电极材料的应用进展,最后对该类材料在锂/钠体系及锂硫电池二次电池方面的研究与应用前景进行了展望。     

胶束作为纳米反应器的研究进展

纳米反应器作为一种新型的制备纳米粒子及重要功能分子的手段,其技术在许多领域受到广泛重视.与常规意义上的化学反应器有所不同,纳米反应器是指反应所处的受纳米尺度调制的介观环境,如反应的介质、载体、界面等等.纳米反应器一般分成两类,一种是在分散相中能自组装的分子,形成有序聚集体,如胶束、囊泡,在聚集体的内部制备纳米粒子或材料;另一种是天然存在或合成的分子,如纳米管、树枝聚合物,利用分子特有的结构或孔隙作为纳米反应器.本文主要介绍了胶束、胶束作为纳米反应器的分类;重点讨论了分子及聚合物胶束作为纳米反应器的特点,并对其研究进展及前景进行总结和展望.     

核壳/蛋黄蛋壳结构催化剂的设计策略及制备方法

由于尺寸效应，纳米催化剂具有高的催化活性。然而，在制备过程和反应过程等高温条件下，纳米催化剂的活性组分易烧结，造成催化稳定性逐渐下降等一系列问题。核壳/蛋黄蛋壳结构催化剂是提高纳米催化剂抗烧结性能最有效的措施之一。首先介绍纳米催化剂的烧结机理，然后讨论核壳/蛋黄蛋壳结构催化剂的设计策略，最后概括了核壳/蛋黄蛋壳结构催化剂的制备方法，为他们在高温反应中的应用提供参考。     

b-轴取向MFI型分子筛膜制备工艺

6-轴取向MFI型分子筛膜是一种具有特殊纳米孔道结构的硅铝分子筛膜,在膜分离、膜反应器、化学传感器等领域有着广泛的应用前景,受到国内外学者的普遍关注.本文综述了b-轴取向MFI型分子筛膜制备工艺方面的研究进展,详细介绍了原位水热合成法和二次生长法制备工艺;重点总结和评价了近年来在载体表面修饰、b-轴取向分子筛晶种层制各...     

用于纳米粒子合成的微乳液

微乳液作为纳米反应器的最大优点是可以实现纳米粒子尺寸控制。体系中水的含量、表面活性剂、助表面活性剂等都是控制粒子尺寸的可调因素,研究这些因素对所合成的纳米粒子尺寸以及产量的影响对于实际应用有重要的意义。本文评述了近年来相关的研究进展,对微乳液法在合成纳米粒子中的应用前景作了展望。     

多功能核壳结构纳米反应器的构筑及其催化性能

随着纳米科学技术的不断发展,通过调节纳米材料的组成、结构、形貌以及尺寸等,已经能够实现对纳米材料性能调控的目的。为了进一步赋予纳米材料以新的功能,拓展其在材料、化学、生物和医学等领域的应用,开发能够同时实现多种功能的新型纳米材料是非常有意义的。多功能纳米材料的获得方法之一是通过对简单纳米粒子表面包覆具有功能性的材料来实现,形成的复合结构称为核壳结构。核壳结构的核和壳可以由相同或不同的材料组成。通过改变内核和外壳材料的组成、结构以及表面性质等,从而可以赋予核壳结构纳米材料以特殊的光、电、磁、催化、吸附以及生物活性等。在核壳结构的基础上对核与壳进行可控化与功能化的改造,可形成空心结构以及蛋黄壳结构(或称拨浪鼓结构),其中的空腔可作为高效纳米反应器应用于催化的各个分支领域。本综述首先讨论了不同核壳结构纳米反应器的设计,然后重点介绍了这些纳米反应器在催化降解染料污染物、催化加氢反应、催化氧化反应以及催化级联反应这几类反应中的应用。最后,对多功能核壳纳米反应器未来的研究和发展提出了一些展望。     

金属纳米材料中的晶格应变及其在催化中的应用

纳米结构中的晶格应变作为基础研究课题的势头日益增强。可以设计纳米颗粒的表面晶格以产生应变或者其他结构变化,使其原子位置偏离正常的晶格点,进而影响纳米颗粒的电子结构和催化性能。本文首先介绍了金属纳米粒子的不同应变源,重点介绍了不同应变基本结构的合成。讨论了晶格应变的表征手段及其在催化领域应用的研究进展。最后介绍了应变金属纳米颗粒合成和催化应用所面临的挑战,并对未来的研究方向进行了展望。     

纳米通道内酶组装及其催化反应研究进展

研究酶的组装和催化反应不仅有利于探索生命活动的本质,同时对开发酶在工业合成、分析检测、疾病治疗等领域的实际应用价值具有重要的指导意义. 研究发现,酶的有效固定和有序组装是保持酶活性、酶促反应的稳定性和对酶催化过程进行控制的重要途径,而在纳米通道内进行单酶或多酶的有序组装,利用纳米通道的限域效应可有效保持酶的构型进而提高酶催化反应的选择性和催化效率,增强酶级联反应的动力学进程. 本文概述了近年来基于纳米通道的酶反应器在生物传感领域的研究进展,着重描述纳米通道限域空腔内酶的组装方法、酶催化反应及其动力学机制,并展望了基于纳米通道的酶反应器的应用前景.     

水滑石基催化剂催化合成碳纳米材料的研究进展

碳纳米材料是一类推动能源存储、 多相催化、 高性能复合和生物医药等领域发展的重要材料, 可控合成碳纳米材料对相关领域的发展具有重要意义. 水滑石(LDHs)材料具有层板金属种类及含量可调等特点, 经焙烧、 还原后可制备出金属种类、 密度和粒径分布各异的高分散、 高稳定金属纳米催化剂, 可实现高效催化生长各种类型的碳纳米材料. 此外, 通过调控反应条件和反应器等, 可以影响LDHs基金属纳米催化剂催化生长的碳纳米材料的结构和性能. 本文总结了LDHs基金属纳米催化剂的可控制备、 碳纳米材料结构调控以及利用LDHs基催化剂制备的碳纳米材料的应用等方面的研究工作, 并阐明了催化剂的可控制备是控制合成碳纳米材料的核心手段, 这为利用LDHs基催化剂进一步合成更高性能碳纳米材料的研究指明了方向. 此外, 本文还结合近些年在光、 电及光热催化方面的研究进展, 展望了基于新型LDHs纳米结构生长碳纳米材料的研究前景.     

Pd纳米晶的调控合成及其在燃料电池中的应用

贵金属Pd纳米晶体的催化性能与其表面结构有着密切联系。基于目前Pd多面体纳米晶体可控合成技术的发展,Pd纳米晶体催化性能的进一步优化及其在催化领域的应用前景依然广阔。本文主要阐述了关于Pd多面体纳米晶的制备及其作为电催化剂在燃料电池中应用的最新研究进展。在介绍纳米晶体的生长机理及其表面结构与晶体形状的关系之后,重点描述了Pd多面体纳米晶体常见的几种制备方法,概述了Pd多面体纳米晶体作为催化剂在燃料电池阴极和阳极中的应用。最后总结展望了Pd多面体纳米晶体作为催化剂的研究方向及其发展前景。     

上转换纳米粒子的Y(OH)CO_3壳层包覆及壳层转化（英文）

制备如异质核-壳结构等不同结构的镧系离子掺杂的上转换纳米材料对上转换纳米材料的基本性质研究及应用至关重要。在本工作中,我们采用简单的共沉淀方法在NaGdF_4:Yb/Tm上转换纳米粒子表面包覆了无定形的Y(OH)CO_3壳层。通过透射电子显微镜,X射线衍射,能量色散X射线荧光光谱等物理表征手段研究了所得纳米粒子的结构和形貌,结果表明Y(OH)CO_3壳层可以在300°C附近转化形成YOF,形成异质核-壳结构。同时,初步研究结果显示该方法也可拓展用于其他无定形壳层的包覆及蛋黄-蛋壳结构纳米粒子的制备。这些结果表明这种方法在制备不同结构的上转换纳米材料方面有良好的应用前景。     

环糊精作为纳米反应器催化的有机反应

环糊精是由六、七或八个D-吡喃葡萄糖单元通过a-1,4糖苷键连接成的环状低聚糖, 由于其特殊的结构使其在水溶液中可以复合包结系列底物. 这个特殊的性能使其在模拟酶及催化等许多领域有着广阔的应用, 特别适合作为一种纳米级的反应器来使用. 概述了近几年环糊精及其衍生物作为有机反应纳米反应器的功能特点.     

杂多蓝的结构及其光化学研究进展

本文介绍了关于杂多蓝(HPB)的结构及其光化学的最新研究进展,特别对新型结构HPB的合成、电子结构的计算化学、光致还原反应制备新型纳米金属材料、有机-无机光致变色复合薄膜、HPB对半导体材料的协同与敏化作用、以及特殊结构的HPB在光化学反应中的应用重点进行了阐述,并就合成新型结构杂多酸进而调变杂多蓝性质,及它们在光化学领域中的应用进行了展望。     

微囊反应器研究进展*

微囊反应器以其独特的结构、所能提供的特殊微环境以及广阔的应用前景,成为催化与纳米材料领域长久以来研究和开发的热点之一。到目前为止,已研究开发出一系列具有不同组成和功能的微囊反应器。本文主要综述了近年来不同类型的微囊反应器的最新研究进展,介绍了天然材料、反相胶束、聚合物以及无机核壳结构微囊反应器的合成方法和应用,并对微囊反应器的发展前景进行展望。     

膦烯化合物的合成及应用研究进展

含有P=C双键膦烯化合物在均相催化、有机光伏材料、有机光电材料和纳米功能材料等领域有着重要的潜在应用价值,但是由于合成难度大和结构稳定性差等原因,其研究进展一直较为缓慢.从膦烯化合物的性质、合成方法及应用等方面系统总结了近几十年来膦烯化合物的研究进展,为从事相关研究的科学家提供参考.     

核壳结构双金属纳米粒子的研究与应用

核壳结构双金属纳米粒子因其特殊的原子排列方式和不同寻常的优异性能引起了普遍关注,在各种应用尤其是催化领域展示出巨大的潜力。本文综述了近年来有关核壳结构双金属纳米粒子合成与应用方面的研究结果。首先介绍了纳米合金的基本概念和主要结构,然后依照构造核壳结构的不同策略,分别介绍了核壳结构纳米合金的两种主要制备方法,即连续还原法和共还原法,其中又包括水相体系、多元醇体系、表面取代、Dendrimer络合、外延生长等不同合成体系。最后阐述了核壳结构纳米合金在催化领域的研究进展和应用前景,指出了未来研究亟待解决的问题和发展方向。     

模板法合成纳米通道在微流控系统中的应用

纳流控芯片作为研究单分子水平上分子行为的一种新工具,人们期待纳流控在生物技术等领域有更广泛的应用.纳米结构的制作,作为纳流控芯片应用的前提之一,正逐渐引起人们的重视.本文综述了近几年来纳流控芯片中模板法制作纳米结构的研究进展,主要是以氧化铝膜,多孔硅,以及其它一些带有纳米通道的物质为模板,制作纳米结构应用于纳流控生化分析.     

核酸/高分子复合体系的制备与性能

综述了近年来核酸/高分子复合体系在设计、合成、性能研究以及应用等方面的最新研究进展,主要阐述了不同种类以及不同结构核酸/高分子体系的制备方法以及其在核酸检测、生物医药以及纳米等领域的应用,并对其未来的研究方向作了展望.