苯基硅氧烷改性TiO2在聚苯硫醚抗紫外中的性能研究

首先以苯基三乙氧基硅烷（PTES）为改性剂,采用凝胶-溶胶法对金红石型TiO₂进行表面化学修饰,制备了抗紫外TiO₂/PTES纳米粒子.然后通过对TiO₂/PTES纳米粒子的系统表征,发现PTES的载入显著地抑制了TiO₂的光催化性能.最后将抗紫外性能优异的TiO₂/PTES-2纳米粒子以不同比例加入PPS中,制备了PPS复合薄膜,探讨了纳米粒子的添加对PPS抗紫外老化性能的影响.结果表明,当TiO₂/PTES-2纳米粒子的添加量为2.0 wt%时,PPS抗紫外性能达到最佳,即TiO₂/PTES-2/PPS复合薄膜紫外辐射192 h后的断裂强度保留率和断裂伸长保留率分别为93.75%和94.00%.     

二氧化钛在钙钛矿太阳电池中的应用

纳米TiO₂由于具有合适的禁带宽度、良好的光电化学稳定性、制作工艺简单等特点,目前广泛应用于染料敏化、量子点和钙钛矿等太阳电池中。作为电池的重要组成部分之一,纳米TiO₂晶体尺寸、颗粒大小和制备方法等明显影响电池的光伏性能,相关研究工作一直是染料敏化、量子点和钙钛矿等太阳电池方面的重点。本文综述了纳米TiO₂作为致密层和骨架层在钙钛矿太阳电池中的应用研究进展,主要讨论了纳米TiO₂的不同形貌、制备方法以及结构等对电池光电性能的影响,并针对纳米TiO₂在后续对电池性能提升方面进行了展望。     

磁性普鲁士蓝纳米颗粒的合成及其化学修饰电极的制作

利用FeSO₄与FeCl₃合成了超细磁性Fe₃O₄纳米颗粒, 并进一步利用该纳米颗粒与铁氰酸钾在酸性溶液(pH～2)中的化学反应成功制备了一种新型的磁性普鲁士蓝纳米颗粒; 研究了该磁性颗粒的磁学性能, 通过磁力将其修饰于固体石蜡碳糊电极表面制成了化学修饰电极, 考察了该电极对过氧化氢的电催化还原及对水合肼的电催化氧化特性. 该化学修饰电极可对过氧化氢和水合肼进行测定, 线性范围分别为过氧化氢2×10^－6～5×10^－3 mol/L, 水合肼7.2×10^－7～3.6×10^－4 mol/L. 利用磁性普鲁士蓝纳米颗粒制得的修饰电极具有催化性能高、稳定性好、表面易更新等优点.     

金纳米壳球体的制备及其潜在的生物学应用

利用分子自组装和胶体还原化学制备出具有核-壳结构的金纳米壳球体Au@SiO₂; 通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱 (XPS)和紫外-可见分光光度计对Au@SiO₂的制备过程及其在全血中的光学特性进行了研究. 结果表明, 通过改变复合颗粒Au-APTES-SiO₂的浓度, 可以得到具有合理核-壳比例的Au@SiO₂, 其等离激元共振峰位于光谱的近红外区, 这使得具有红外消光特性的金纳米壳球体具有潜在的生物学应用价值.     

紫外光辐照下CH3NH3PbI3基钙钛矿太阳能电池失效机制

随着光伏产业的不断发展,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的研发成为科学与工业界广泛关注的焦点。到目前为止,其光电转换效率已经提高到了25.2%,成为替代硅基太阳能电池的核心方案之一。然而,钙钛矿太阳能电池的稳定性较差,容易受到环境中氧气、水分、温度甚至光照的影响,这严重制约了其大规模推广与应用。大量科学研究表明,如何避免紫外辐照下有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的性能衰减,对于提高钙钛矿太阳能电池的光照稳定性至关重要。然而到目前为止,仍然没有系统的工作来对紫外辐照下钙钛矿太阳能电池性能以及微结构演化过程进行详细的表征与分析。本文中,我们利用聚焦离子束-扫描电子显微分析(FIB-SEM)以及球差校正透射电子显微分析(TEM)等技术,全面地研究了紫外辐照过程中有机无机杂化钙钛矿太阳能电池性能变化规律以及电池微结构演化特征。实验结果表明,紫外辐照过程中太阳能电池内部会形成0.5–0.6 V的内建电场,钙钛矿中的I^-离子在电场的驱动下向金属Au电极和空穴传输层2, 2’, 7, 7’-四[N, N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9, 9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)一侧迁移;随后,空穴传输层与金电极的界面处,碘离子与光生空穴一起与金电极发生反应,将金属态Au氧化成离子态Au⁺。而Au⁺离子则在内建电场的驱动下反向迁移穿过钙钛矿MAPbI₃层,直接被SnO₂和MAPbI₃界面处的电子还原形成金属Au纳米团簇。除此之外,紫外辐照过程中钙钛矿太阳能电池性能降低的同时,往往伴随着Spiro-OMeTAD与钙钛矿界面处物质迁移、钙钛矿薄膜内晶界展宽以及Au纳米颗粒周围MAPbI₃物相分解等现象。以上各种因素的协同作用,共同导致了紫外光照下有机无机杂化钙钛矿太阳能电池光电转换性能(PCE)、开路电压(V_oc)以及短路电流(J_sc)等性能参数的急剧下降。     

聚对苯撑乙烯类共聚物/TiO2复合材料光物理性能的研究

两种经过化学修饰的PPV(聚对苯撑乙烯)类共轭高分子共聚物分别与纳米TiO₂复合,作为有机/无机复合材料进行研究.这两种共聚物在乙醇、二氯甲烷溶液中分别与以Sol-Gel法、反胶束法制得的TiO₂共混得到均匀分散的体系而不出现相分离.用共聚物与TiO₂的复合液可以在石英基底上制成均匀的复合膜.结果表明,高聚物/TiO₂复合物的光物理特性与单纯的高聚物相比呈现明显的差异;不同粒径的纳米TiO₂对复合物性能的影响不同;中间苯环的取代基对共聚物的性质影响明显.共轭高分子与纳米TiO₂复合涂膜后其发光性能明显改善,有作为发光器件的应用前景.     

固液界面光催化裂解水的理论进展

二氧化钛纳米颗粒作为一种光催化剂,目前已经得到了广泛的应用,但是对于光催化反应的理解,尤其是在原子水平上,还明显不足,如TiO₂纳米颗粒的几何结构与光催化反应活性的构效关系。本文主要介绍了我们课题组在TiO₂裂解水的一些理论研究进展。通过周期性密度泛函以及周期性连续介质模型的理论计算,我们研究了水析氧反应(OER)的机理,得出了反应的决速步骤是失去第一个质子的过程,同时研究了不同纳米颗粒对该决速步骤的影响。研究指出,TiO₂纳米颗粒的热力学平衡构型在1-30nm内会受到其颗粒尺寸的显著影响;尖的TiO₂纳米颗粒比扁的颗粒具有更高的OER反应活性。综合以上两个因素,最终导致了光催化反应的形态依赖性。     

细乳液聚合法制备有机/无机纳米复合材料

无机纳米粒子的引入可以使聚合物材料获得抗菌、导电和防紫外等诸多特性,但无机纳米粒子在聚合物基质中易团聚、引入量少,难以充分发挥其优点。细乳液聚合法基于其独特的成核方式--液滴成核,能够提高无机纳米粒子在聚合物基中的分散性和引入量,且复合材料的形貌易于控制,是目前制备特殊形貌有机/无机纳米复合材料的一种有效手段。本文介绍了有机/无机复合纳米材料的细乳液制备过程,综述了近年来不同无机纳米粒子与有机基质复合的研究进展,例如：纳米SiO₂、纳米ZnO、金属纳米粒子、纳米氧化石墨烯等。最后就其发展现状提出了几点建议。     

Pt/Au/Fe3O4的制备及其电化学性能

以制得的纳米Fe₃O₄颗粒作为载体,用还原法将还原出的Au与Pt分别负载到Fe₃O₄颗粒表面,制得纳米Pt/Au/Fe₃O₄复合材料。对Pt/Au/Fe₃O₄进行紫外可见光吸收光谱、透射电子显微镜、X射线衍射及光电子能谱等物理表征,结果表明,Au与Pt均匀地沉积到了Fe₃O₄纳米颗粒表面。对纳米Pt/Au/Fe₃O₄复合材料进行循环伏安扫描,当H₂PtCl₆的加入量达到8 mL时,Pt/Au/Fe₃O₄催化性能最佳;正扫电流峰i_p与扫描速率的平方根v^1/2线性相关,Pt/Au/Fe₃O₄催化氧化甲醇的过程受扩散控制;对催化剂进行201次循环伏安扫描,催化剂仍然能保持较好的催化性能且稳定性良好。因此,所合成催化剂Pt/Au/Fe₃O₄是一种具有良好化学稳定性的阳极催化剂材料。     

3D ZnIn2S4微球/1D TiO2纳米带异质结构的光催化降解和还原性能

首先采用溶剂热法和高温煅烧法制备1D TiO₂纳米带,其次利用溶剂热法将1D TiO₂纳米带均匀地穿插到片层结构组装而成的3D ZnIn₂S₄微球中,所形成的异质结构能有效抑制光生电子-空穴的复合。二元ZnIn₂S₄微球/TiO₂纳米带复合光催化剂在高浓度染料罗丹明B(RhB)的光降解和Cr(VI)的光还原实验中表现出优异的性能。在模拟太阳光照射下,ZnIn₂S₄/TiO₂纳米带光催化降解RhB和还原Cr(VI)的效率相较于纯TiO₂颗粒(10%,22%)、TiO₂纳米带(45%,40%)、ZnIn₂S₄(62%,65%)、ZnIn₂S₄/TiO₂颗粒(90%,91%)分别提高至100%和100%。最后,通过紫外-可见...     

Photothermal performance of MFe2O4 nanoparticles

In this paper, we synthesized three kinds of ferrites and investigated their photothermal property. The result indicated that the photothermal effect of Fe₃O₄ and MnFe₂O₄ nanoparticles declined while that of ZnFe₂O₄ nanoparticles maintained relatively stable after preservation for 70 days, and then ZnFe₂O₄ nanoparticles could effectively kill cancer cells under NIR laser.     

二维水滑石纳米片对氧化铝/聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性能的影响

将二维层状材料水滑石剥离为二维纳米片分散液,向其中加入纳米氧化铝,并进行聚酰亚胺(PI)的原位聚合,构筑PI/水滑石纳米片/氧化铝纳米粒子三元复合薄膜。 结果表明,在PI薄膜中同时加入质量分数为10%氧化铝和2%水滑石纳米片,比仅加入质量分数为10%氧化铝时的耐电晕时间(180 min)提高了12倍,拉伸强度提高了37.8%。 聚合物中同时加入纳米片、纳米粒子两种不同形貌填料,能够同时提升复合材料的耐电晕性能和机械性能。     

Study on the Ammoximation of Cyclohexanone to Cyclohexanone Oxime Catalyzed by Titanium Silicalite-1 Formed in Inorganic System

The conventional and modified synthesis of titanium silicalite-1 is in the organic system^[1,2]. We have reported the TS-1 could be prepared with colloidal SiO₂ and TiCl₃ as Si source and Ti source respectively in inorganic system^[3]. The present paper deals with the ammoximation of cyclohexanone to cyclohexanone oxime over TS-1 prepared by the method described above. Tests are carried out for 5 hours at 65℃,with NH₃ and H₂O₂ in the liquid phase, acetone as solvent, reactants adding to reactor all at once over these two kinds of TS-1. The results show that oxime yield over TS-1 produced in inorganic system is as good as or better than that catalyzed by conventional TS-1 at the same conditions. More over, more satisfied yield of oxinone could be achieved if it reacts at some optimal reaction conditions^[4,5]. In addition, the same result has been reached at the epoxidation of propylene catalyzed by these two kinds of TS-1 Following table is the results of reaction catalyzed by these two kinds of TS-1.     

Dawson结构的多金属氧酸盐对酪氨酸酶的抑制作用

按文献方法合成了两种Dawson结构的多金属氧酸盐,并对其结构进行紫外光谱和红外光谱分析。以H_6[P_2Mo_(18)O_(62)]和H_8[P_2Mo_(17)Cr(OH_2)O_(61)](简写为P_2Mo_(18)和P_2Mo_(17)Cr)为效应物,采用紫外分光光度法和酶动力学方法研究两种Dawson结构的多金属氧酸盐效应物对蘑菇酪氨酸酶二酚酶活性的抑制作用。结果表明,P_2Mo_(18)和P_2Mo_(17)Cr对酪氨酸酶二酚酶均具有显著的抑制效果,测定抑制酪氨酸酶活力下降50%的抑制浓度(IC_(50))分别为(0.482±0.009)mmol/L和(0.503±0.011)mmol/L。动力学分析表明,P_2Mo_(18)和P_2Mo_(17)Cr对酪氨酸酶的抑制作用均表现为可逆的竞争型,抑制常数K_I分别为0.212和0.249 mmol/L。其中,综合考虑IC_(50)值和抑制常数,P_2Mo_(18)对酪氨酸酶二酚酶活性的抑制效果略优于P_2Mo_(17)Cr。     

TiO2纳米微粒对聚苯胺性能的影响

纳米微粒具有量子尺寸效应, 其光、电、声及磁等方面的性能与常规材料有显著的不同, 其中以TiO2纳米微粒的电荷载体、光电活性中心、光学微腔和光电特性等特征[1,2]尤为引人注目. 导电聚合物的纳米复合材料是纳米材料的研究热点之一, 在导电材料、电流体和高密度信息存储材料等方面具有良好的应用前景[3]. 在导电聚合物中, 聚苯胺(PANI)因其具有较高的电导率, 原料便宜, 稳定性好而成为目前最有希望获得实际应用的导电聚合物[4～6]. 将纳米微粒和PANI制成复合材料, 其光电性能等与PANI相比均有所改变. 目前已相继有PANI-ZrO2, PANI-MnO2, PANI-SiO2纳米复合材料的报道[7,8], 而有关PANI-TiO2研究工作尚少见报道. 本文制备了PANI-TiO2纳米复合材料, 通过红外光谱、紫外可见光谱及透射电镜等探讨了复合材料的微结构及性能.     

纳米TiO_(2)光催化抗菌应用的研究进展北大核心CSCD

光催化纳米TiO_(2)以其出色的光催化、化学稳定性以及广谱抗菌性受到科研人员的青睐。然而,其存在的一些问题,如宽带隙、高过电位和光生载流子快速复合等限制了其光催化性能。本文综述了近年来TiO_(2)光催化在抗菌方面的研究进展。对纳米TiO_(2)光催化抗菌作用机理进行了探讨,并讨论了提高TiO_(2)光催化抗菌活性的几种策略,包括进行纳米TiO_(2)结构设计、光的调控、掺杂金属离子、掺杂非金属离子、贵金属修饰和偶联其他材料。改性TiO_(2)光催化剂显著抑制了细菌细胞的生长,在生物医学工程领域具有独特的应用前景。     

Preparation of Functionalized Fe3O4@SiO2 Magnetic Nanoparticles for Monoclonal Antibody Purification

Magnetic Fe₃O₄@SiO₂ nanoparticles with superparamagnetic properties were prepared via a reverse mi-croemulsion method at room temperature. The as-prepared samples were characterized by transmission electron mi-croscopy(TEM), X-ray diffractometry(XRD), and vibrating sample magnetometry(VSM). The Fe₃O₄@SiO₂ nanoparticles were modified by (3-aminopropyl)triethoxysilane(APTES) and subsequently activated by glutaraldehyde(Glu). Protein A was successfully immobilized covalently onto the Glu activated Fe₃O₄@SiO₂ nanoparticles. The adsorption capacity of the nanoparticles was determined on an ultraviolet spectrophotometer(UV) and approximately up to 203 mg/g of protein A could be uniformly immobilized onto the modified Fe₃O₄@SiO₂ magnetic beads. The core-shell of the Fe₃O₄@SiO₂ magnetic beads decorated with protein A showed a good binding capacity for the chime-ric anti-EGFR monoclonal antibody(anti-EGFR mAb). The purity of the anti-EGFR mAb was analyzed by virtue of HPLC. The protein A immobilized affinity beads provided a purity of about 95.4%.     

松果状纳米氧化铁对液晶电光性能的影响

液晶材料被广泛应用于液晶显示器(LCD)中,但是由于液晶中杂质的存在,导致液晶的应用电压变大,增加了能耗。 为了降低应用中的阈值电压和饱和电压,通常向液晶中添加纳米颗粒来提高电光性能。 本文采用简单的化学沉淀法制备了形貌均一,大小尺寸均匀的松果状氧化铁(P-Fe₂O₃)纳米颗粒。 将其掺杂到向列相液晶4-氰基-4'-戊基联苯(4-cyano-4'-pentylbiphenyl,5CB)中,结果表明,掺杂质量分数为0.5%时,电光性能达到最优,阈值电压和饱和电压分别降低24.8%和45.2%,对比度增大46%,响应时间降低至17.6 ms,此性能优于相同条件下掺杂普通Fe₂O₃纳米颗粒的向列相液晶5CB,其阈值电压和饱和电压分别降低15%和16%。 这归因于松果状Fe₂O₃纳米颗粒可以在向列相液晶5CB中均匀分散,其粗糙的表面吸附了液晶中的杂质离子,减少了杂质离子的屏蔽效应,从而提高了电光性能。     

Surface Functionalization of PEO Nanofibers Using a TiO2 Suspension as Sheath Fluid in a Modified Coaxial Electrospinning Process

Convenient and integration fabrication process is a key issue for the application of functional nanofibers. A surface functionalization method was developed based on coaxial electrospinning to produce ultraviolet(UV) protection nanofibers. The titanium dioxide(TiO₂) nanoparticles suspension was delivered through the shell channel of the coaxial spinneret, by which the aggregation of TiO₂ nanoparticles was overcome and the distribution uniformity on the surface of polyethylene oxide(PEO) nanofiber was obtained. With the content of TiO₂ increasing from 0 to 3%(mass fraction), the average diameter of nanofibers increased from (380±30) nm to (480±100) nm. The surface functionalization can be realized during the electrospinning process to gain PEO/TiO₂ composite nanofibers directly. The uniform distribution of TiO₂ nanoparticles on the surface of nanofibers enhanced the UV absorption and resistance performance. The maximum UV protection factor(UPF) value of composite nanofibers reaches 2751. This work presented a novel surface-functionalized way for the preparation of composite nanofiber, which has great application potential in the field of micro/nano system integration fabrication.     

A novel method for the preparation of Bi4Ti3O12 nanoparticles in w/o microemulsion

Nanometer-sized Bi₄Ti₃O₁₂ particles have been prepared by chemical reaction of bismuth nitrate pentahydrate, titanium sulfate and ammonia solution in a reverse microemulsion system consisting of water, OP (P-octyl polyethylene glycol phenylether, non-ionic surfactant), n-butanol (co-surfactant), and cyclohexane (oil). Precursor hydroxides precipitated in the droplets of water-in-oil (w/o) microemulsion were calcined at 800 °C for 4 h to form Bi₄Ti₃O₁₂ nanoparticles. The samples were investigated with X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) and ultraviolet visible spectrophotometer (UV–vis). It was found that the as-prepared Bi₄Ti₃O₁₂ nanoparticles had small particle sizes (35 nm), high crystallinity, narrow size distributions and strong light absorption properties not only in the ultraviolet light but also in the visible light region.