溶致液晶中金属纳米粒子的掺杂及其作用机制研究

在用琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)构建的具有长程有序结构的层状溶致液晶内, 用不同方式导入预制的亲油或亲水贵金属纳米粒子, 可得到纳米粒子分布在不同介观空间内的无机/有机杂合体. 依据小角X射线散射和偏光显微镜结果, 通过分析掺杂纳米粒子与液晶模板的相互作用, 对掺杂前后体系结构的变化及制得杂合体的稳定性进行了表征. 结果表明, 除考虑掺杂粒子与层状模板空间的匹配外, 体系中静电斥力、范德华引力和Helfrich涨落力之间的平衡是维持液晶结构稳定的基本条件.     

层状溶致液晶中磁性纳米粒子掺杂的研究

选择非离子表面活性剂十二烷基(4)聚氧乙烯醚(C₁₂E₄)与H₂O构成的溶致液晶(LLC)层状模板, 掺杂油酸铵包覆的Fe₃O₄亲水性磁性纳米粒子, 构建稳定的有机/无机杂合体. 用透射电镜(TEM), X射线粉末衍射(XRD), 偏光显微镜(POM), 小角X射线散射(SAXS)和振动探针式磁强计(VSM)等对粒子及掺杂前后的层状液晶相结构变化进行表征. 结果表明, 粒子掺入使LLC模板的层间距产生了改变, 同时增强了体系有序性．通过对杂合体表征结果的分析, 阐述了模板与粒子间相互作用的机理.     

金属纳米粒子增强有机光电器件性能研究进展

金属纳米粒子以其特殊的体积效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应提供了诸多优异的光学和电学性能.实验表明,利用金属纳米粒子的光学和电学效应可以有效提升有机光电器件的综合性能.目前在有机发光二极管器件中流明效率最好的增强效果为150%,在有机光伏器件中功率转换效率最好的增强效果为70%,特别是在一些高效有机光电器件中的成功应用,虽然增强的比例相对较低,但是器件效率基数大,最终得到的器件性能相当优异.这些性能提升的主要机理包括表面增强荧光、等离激元光捕获、能量转移、电学效应、散射效应等.本文以金属纳米粒子的表面等离子体共振效应和电学效应为主线,按照不同纳米粒子及器件中的修饰位置进行分类,系统总结了金属纳米粒子提高有机发光二极管器件和有机光伏器件性能方面的工作.针对纳米粒子的局域表面等离子共振效应作用范围小,增强波长单一等问题,总结了一些新的设计思路如远场增强效应、纳米粒子和激子剖面的调控与匹配及散射增强效应等,希望为进一步的结构设计提供帮助.     

甲基丙烯酸丁酯在纳米TiO2表面的原位接枝

利用分子自组装技术,对纳米TiO2粒子表面组装上有机单分子层,使其带上不饱和基团C=C,在自组装单分子层表面原位引发甲基丙烯酸丁酯（BMA）单体聚合反应,使纳米TiO2表面形成化学键合的聚合物层,达到对纳米TiO2粒子改性的目的。讨论了不同反应条件对接枝聚合率的影响,通过FTIR、TG-DTA等分析手段,研究聚合改性物质的结构和改性后纳米TiO2粒子的分散稳定性。实验发现聚合改性后的纳米TiO2在有机相中有良好的分散性。     

用溶致液晶模板合成与组装纳米材料*

总结了溶致液晶作模板合成与组装纳米材料的各种方法,特别分析了近来兴起的以溶致液晶为构建支架,以纳米粒子为构建单元制备无机/有机杂合体的特点,并对未来发展趋势作了展望.     

Pd/Ni异结构纳米催化剂的制备及其对甲酸氧化的电催化

通过两步还原法制备了Pd/Ni双金属催化剂.由于金属Pd原子在先行还原的Ni纳米粒子表面的外延生长以及其在Ni表面及Pd表面生长表现出的吉布斯自由能差异,最终导致了异结构Pd/Ni纳米粒子的形成.高分辨电子透射显微镜结果证实了异结构的存在,然而X射线衍射测量表明Pd/Ni纳米粒子具有类似于Pd的面心立方结构.制备的Pd/Ni纳米粒子与同等条件下合成的Pd纳米粒子相比对甲酸氧化呈现了更高的电催化活性,而且电催化稳定性也要明显优于纯Pd纳米粒子,证明Pd/Ni双金属催化剂是可选的直接甲酸燃料电池阳极催化剂.双金属催化剂对甲酸氧化电催化活性和稳定性增强可能是Ni原子的修饰改变了Pd粒子表面配位不饱和原子的电子结构所致.     

金纳米粒子组装体的连续离散型纳米结构控制

采用柠檬酸钠还原氯金酸的方法,制备出粒径均一的金纳米粒子(AuNPs),通过加入二水合双(对-磺酰苯基)苯基膦化二钾盐(BSPP),增强了AuNPs体系的分散性与稳定性.选用直径为15和40nm的AuNPs,用不同序列巯基修饰的单链DNA连接到其表面,通过DNA链的杂交,形成不同结构的金纳米粒子组装体.通过改变加入DNA延长连接单元的比例,可以控制金纳米粒子组装体具有连续离散型的1∶1,2∶1和3∶1纳米结构.     

新型双稀土配合物掺杂的Ag@SiO_2纳米粒子的制备及表征

首先合成配合前驱体对氨基苯甲酸(PABA)-二乙烯三胺五乙酸(DTPA)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)及双稀土配合物Eu3+/Tb3+-PABA-DTPA-APTMS,然后采用反相微乳液法成功制备出表面带氨基的核壳型稀土配合物Eu3+/Tb3+-PABA-DTPA-APTMS掺杂的Ag@SiO2荧光纳米粒子.利用透射电子显微镜、荧光光谱、紫外-可见光谱等手段进行表征,并进行了光稳定性及氨基测定等实验,结果表明,该纳米粒子中Eu3+与Tb3+在最大发射峰处的荧光强度较Eu3+/Tb3+-PABA-DTPA-APTMS掺杂的没有银核的SiO2荧光纳米粒子分别提高了3.0和3.4倍,所制备的纳米粒子呈规则球状,具有良好的分散性和光稳定性,纳米粒子表面带有氨基,可不需要进行表面修饰而直接与生物分子反应.该纳米粒子有望作为一种新型的稀土荧光探针应用于高灵敏检测的时间分辨荧光免疫分析、生物传感器、生物芯片等.     

纳米TiO2/高分子复合粒子的制备及表征

用水溶性的羟丙基纤维素(HPC)对纳米TiO2进行表面包覆,得到纳米TiO2/HPC粒子,再以硫酸铈铵[Ce(SO4)2·2(NH4)2SO4]作为引发剂,在纳米TiO2/HPC粒子表面进行HPC与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的接枝聚合,最终得到纳米TiO2/HPC-g-PMMA复合粒子,实现了纳米TiO2的有机化改性.用IR, TEM和TG对复合粒子进行了一系列的测试与表征.     

表面修饰二氧化钛纳米粒子的结构表征及形成机理

利用溶胶 凝胶法在混合溶剂中制备了硬脂酸表面修饰TiO2纳米粒子,对所合成的纳米粒子通过FTIR、XPS、XRD和TEM对其结构进行表征.结果确证了表面有机修饰层的存在,并且是羧酸根与无机内核以双齿配位形式结合;无机纳米内核的结晶度很低,但是可以确定为锐钛矿成分,平均粒径约为6～8 nm.提出了表面修饰纳米粒子的形成机理,认为在体系中硬脂酸和水之间发生竞争反应,其过程类似于聚合 阻聚反应,最后给出了硬脂酸表面修饰TiO2纳米粒子的结构模型.