WO_3纳米片:基于无机-有机杂化前驱物的制备及光催化性能

以商业三氧化钨粉末做为钨源,通过合成WOx-EDA(EDA=乙二胺)无机-有机杂化纳米带为前驱物,再加盐酸酸化,迅速得到中间产物正交型钨酸单晶纳米片。再在空气气氛下,将中间产物在管式炉中煅烧2 h,最终得到单斜型三氧化钨单晶纳米片。一系列对比实验的结果表明,在由杂化纳米带转变成钨酸纳米片时,反应温度、反应时间、酸化浓度等实验参数对产物的结构和形貌有着很大的影响。通过计算,制得的三氧化钨纳米片带隙为2.48 eV。对比于商业三氧化钨粉末,三氧化钨纳米片在可见光降解罗丹明B(RhB)中表现出更优越的性能。     

NbS2-xSex的制备、表征及其摩擦学性能

本文采用固相反应合成了NbS_2-xSe_x纳米材料。并分别采用XRD、SEM、TEM、HRTEM进行了结构、形貌和成分的分析表征。系统研究了合成温度、保温时间及不同掺杂量对产物晶型和形貌演化的影响及规律性。结果表明Se的掺杂使NbS_2-xSe_x的形貌由纳米带(板)转变为纳米片,衍射峰明显宽化,峰强变弱,晶粒细化。且掺杂量、保温温度及时间对产物的形貌影响较大;在750℃下保温2h得到的掺杂5at%Se的NbS_1.9Se_0.1形貌良好。将NbS_2-xSe_x作为液体石蜡油的添加剂的UMT-2摩擦学实验结果表明掺杂后的NbS_2-xSe_x具有优异的摩擦性能,其中掺杂5at%的Se在750℃下保温2h的NbS_1.9Se_0.1摩擦性能最佳,同时对其摩擦机理进行了解释。     

水热合成MoO3纳米带的生长机理研究

以离子交换法制备的氧化钼溶胶为前驱体，在水热条件下制备了单晶MoO₃纳米带，对样品进行了XRD、SEM和TEM分析。通过考察水热反应温度和时间对产物结构和形貌的影响，结合材料热力学和动力学理论，探讨了MoO₃纳米带在水热条件下的生长机理。离子交换法制备的溶胶在水热条件下首先转变为热力学亚稳相h-MoO₃六角柱，随着温度的升高和时间的延长，h-MoO₃按照溶解-重结晶过程转变为稳定相α-MoO₃纳米带。     

高质量NaNdF4六方棱柱纳米棒的水热形貌控制合成及发光性质

采用水热法在温和的条件下合成了具有规则外形的六方棱柱状NaNdF₄纳米棒。X射线衍射（XRD）分析表明：产物为纯六方相NaNdF₄,场发射扫描电镜（SEM）分析表明产物形貌为棱柱状纳米棒,长约为550nm,棒的端部呈规则六边形,边长约为85nm。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和选区电子衍射（SD）显示所得样品为良好的单晶。NaNdF₄晶体的生长动力学过程表明：螯合剂（EDTA-Na₂）与稀土金属离子间的螯合作用受pH值影响,导致成核速度变化,进而影响NaNdF₄纳米晶的最终尺寸和形貌。室温下的NaNdF₄纳米棒的发光峰位于红外光范围（λ=892,1058,和1342nm）,其最强发射峰位于1058nm,对应于Nd³⁺的⁴F_3/2→⁴I_11/2f-f跃迁。     

基于N-乙酰-L-半胱氨酸修饰的ZnFe2O4@SiO2纳米材料手性识别酪氨酸对映异构体

我们将N-乙酰-L-半胱氨酸（NALC）修饰于ZnFe₂O₄@SiO₂纳米材料表面,制备了一种新型的手性纳米复合物（ZnFe₂O₄@SiO₂-NALC）,该材料能够简便、快速及高选择性地识别手性酪氨酸（Tyr）对映体。利用X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、能量色散X射线光谱（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和振动样品磁力计（VSM）等一系列表征手段对首次合成出的ZnFe₂O₄@SiO₂-NALC进行测试表征,并将其应用于对手性识别领域的探究。实验结果表明,利用光谱技术（紫外-可见光谱和荧光光谱）,ZnFe₂O₄@SiO₂-NALC可对Tyr对映异构体进行手性识别。此外,我们进一步对Tyr浓度和pH值等实验参数进行了优化。     

Ba2SbInO6双钙钛矿的水热合成和表征

利用水热晶化法制备了Ba₂SbInO₆纯相，并通过XRD、SEM、IR、XPS和ICP等方法，对产物的物相、形貌、结构和组成进行了表征。初步结构表征结果表明，产物可能为B位离子无序排列的立方钙钛矿结构，空间群为Pm3m，晶胞参数为a=0.4132 mm。产物粉末呈现立方晶型，粒度约为0.5～2 μm。     

氧化铟八面体、纳米带、锯齿状纳米线和纳米链的可控合成

在N₂/H₂O混合气流中将硅片上金覆盖的金属铟颗粒加热到800 ℃制备出了不同形貌的In₂O₃纳米结构, 在距铟源不同距离处依次得到In₂O₃的八面体、纳米带、锯齿状纳米线和纳米链. 采用拉曼光谱、扫描电镜、X射线衍射和透射电镜对产物进行了表征分析. 结果表明, 八面体、纳米带、锯齿状纳米线和纳米链均为立方相单晶结构的In₂O₃. 基于气-固和气-液-固生长机理详细分析了八面体、纳米带、锯齿状纳米线和纳米链的生长过程, 提出了不同形貌In₂O₃纳米结构的生长模式.     

棒状CuFe4Ox的可控合成及其异戊醇脱氢反应的催化性能

利用液相沉淀法可控合成了均匀的棒状CuFe₄O_x催化剂。通过原位X射线粉末衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（TEM）及程序升温还原（TPR）等手段表征其晶相结构、形貌和还原性能。通过还原棒状CuFe₄O_x获得Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒,原位X射线光电子能谱（XPS）用于确定Cu⁰/Fe₃O₄ 表面的相组成。通过液相沉淀法制备棒状CuFe₄O_x,在120℃保持3 h后加入Na₂CO₃溶液至pH等于9时所得棒状形貌最为规整。以异戊醇脱氢反应作为探针反应,比较了Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒和Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米颗粒的催化反应性能,发现Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒比Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米粒子具有更好的活性和稳定性,表明棒状Fe₃O₄ 担载的Cu纳米粒子具有更好的结构稳定性。     

棒状CuFe4Ox的可控合成及其异戊醇脱氢反应的催化性能

利用液相沉淀法可控合成了均匀的棒状CuFe₄O_x催化剂。通过原位X射线粉末衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（TEM）及程序升温还原（TPR）等手段表征其晶相结构、形貌和还原性能。通过还原棒状CuFe₄O_x获得Cu⁰/Fe₃O₄纳米棒,原位X射线光电子能谱（XPS）用于确定Cu⁰/Fe₃O₄表面的相组成。通过液相沉淀法制备棒状CuFe₄O_x,在120℃保持3 h后加入Na₂CO₃溶液至pH等于9时所得棒状形貌最为规整。以异戊醇脱氢反应作为探针反应,比较了Cu⁰/Fe₃O₄纳米棒和Cu⁰/Fe₃O₄纳米颗粒的催化反应性能,发现Cu⁰/Fe₃O₄纳米棒比Cu⁰/Fe₃O₄纳米粒子具有更好的活性和稳定性,表明棒状Fe₃O₄担载的Cu纳米粒子具有更好的结构稳定性。     

微波原位合成Ag NPs/MoS2复合材料及其电化学性能

二硫化钼纳米片（MoS₂）受到带电杂质、结构缺陷和易聚集等因素的影响，导致其电子转移性能下降，使其应用受限。将银纳米颗粒（Ag NPs）与少层MoS₂纳米片复合，可提升MoS₂纳米片的电化学性能。本研究创新性地采用微波还原法，使Ag NPs原位沉积于MoS₂，得到Ag NPs/MoS₂复合材料。结果表明，将Ag NPs/MoS₂复合材料修饰于丝网印刷电极（screen printed elec-trodes，SPE）后，测得的循环伏安（cyclic voltammetry，CV）曲线峰电流值为同浓度单一MoS₂修饰电极的1.8倍，方波伏安（square wave voltammetry，SWV）曲线峰电流值为单一MoS₂修饰电极的3.4倍，电化学阻抗谱（electrochemical impedance spectroscopy，EIS）的电子转移阻抗值（R_et）仅为167 Ω，相比MoS₂/SPE的R_et （320 Ω）显著减小，说明Ag NPs与MoS₂复合可显著增强单一MoS₂的电化学性能。此外，还推测了高导电性Ag NPs/MoS₂复合材料的导电机理。最后，基于Ag NPs/MoS₂复合材料构建了电化学传感器并对前列腺特异性抗原（PSA）进行检测。结果表明，该传感器针对PSA的检测限为0.009 ng·mL^-1，线性检测范围为0.1~1 000 ng·mL^-1，灵敏度为0.011 μA·mL·ng^-1。     

表面活性剂辅助合成CdWO4纳米棒和纳米线

以Na₂WO₄•2H₂O和CdCl₂ 为主要原料, 分别在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)表面活性剂中, 在180 ℃反应16 h, 水热制备了CdWO₄纳米棒和纳米线. 利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对产物进行了表征, 并对其在室温下的发光特性进行了测定. 实验结果表明: 产物均为具有单斜结构的单相CdWO₄. 其中CdWO₄纳米棒具有单晶属性, 平均粒径约为63 nm, 长度近1 µm; 而CdWO₄纳米线具有多晶特性, 平均粒径约为12 nm, 长度达十几微米. 当激发波长为253 nm时均有460 nm强的发射峰, 其中CdWO₄单晶纳米棒的发光强度大于CdWO₄多晶纳米线. 分别对CdWO₄纳米棒和纳米线形成的可能机理进行了初步分析.     

表面活性剂辅助合成CdWO4纳米棒和纳米线

以Na₂WO₄•2H₂O和CdCl₂ 为主要原料, 分别在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)表面活性剂中, 在180 ℃反应16 h, 水热制备了CdWO₄纳米棒和纳米线. 利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对产物进行了表征, 并对其在室温下的发光特性进行了测定. 实验结果表明: 产物均为具有单斜结构的单相CdWO₄. 其中CdWO₄纳米棒具有单晶属性, 平均粒径约为63 nm, 长度近1 µm; 而CdWO₄纳米线具有多晶特性, 平均粒径约为12 nm, 长度达十几微米. 当激发波长为253 nm时均有460 nm强的发射峰, 其中CdWO₄单晶纳米棒的发光强度大于CdWO₄多晶纳米线. 分别对CdWO₄纳米棒和纳米线形成的可能机理进行了初步分析.     

Co3O4/ZnO修饰针灸针的制备及其在葡萄糖检测领域的应用

将Co₃O₄/ZnO针状纳米棒材料修饰到针灸针表面用于检测葡萄糖浓度的变化。首先采用水热法在针灸针表面得到 Co（CO₃）_0.5（OH）·0.11H₂O针状纳米棒前驱体,然后在500 ℃条件下退火3 h得到Co₃O₄针状纳米棒阵列。再采用浸渍法将预制备好的ZnO量子点修饰到Co₃O₄针状纳米棒表面,得到Co₃O₄/ZnO复合修饰的针灸针。研究发现此针灸针对葡萄糖具有较好的电流响应（2 264.27 μA·L·mmol^-1·cm^-2）、较快的响应速度（<4 s）及较低的检测极限（0.311 μmol·L^-1（S/N=3））。且该针灸针在用于检测人体模拟细胞液中葡萄糖浓度时,对抗坏血酸和尿素等表现出较强的抗干扰性。     

Co3O4/ZnO修饰针灸针的制备及其在葡萄糖检测领域的应用

将Co₃O₄/ZnO针状纳米棒材料修饰到针灸针表面用于检测葡萄糖浓度的变化。首先采用水热法在针灸针表面得到Co（CO₃）_0.5（OH）·0.11H₂O针状纳米棒前驱体,然后在500 ℃条件下退火3 h得到Co₃O₄针状纳米棒阵列。再采用浸渍法将预制备好的ZnO量子点修饰到Co₃O₄针状纳米棒表面,得到Co₃O₄/ZnO复合修饰的针灸针。研究发现此针灸针对葡萄糖具有较好的电流响应（2 264.27 μA·L·mmol^-1·cm^-2）、较快的响应速度（<4 s）及较低的检测极限（0.311 μmol·L^-1（S/N=3））。且该针灸针在用于检测人体模拟细胞液中葡萄糖浓度时,对抗坏血酸和尿素等表现出较强的抗干扰性。     

α-Ti(HPO4)2微球负载型催化剂的合成及其烯烃聚合催化性能

2种茂金属催化剂及1种后过渡金属催化剂分别被固载于经过甲基铝氧烷处理后的α-Ti（HPO₄）₂微球表面,制备得到3种微球负载型催化剂。在烯烃聚合反应过程中,3种负载型催化剂均表现出比硅胶负载型催化剂更高的催化活性。2种茂金属负载型催化剂在乙烯、丙烯聚合反应中的活性分别高达6.8×10⁷ g_PE·（mol_Zr·h）^-1和5.0×10⁷ g_PP·（mol_Zr·h）^-1,所产生的烯烃聚合产物分子量分布较窄（M_w/M_n<2.3）,表现出良好的单中心催化特性,而且丙烯聚合产物的等规度高达96.5%。负载型后过渡金属催化剂在乙烯聚合反应中的活性稍低,但也能够达到8.3×10⁶ g_PE·（mol_Fe·h）^-1。3种负载型催化剂催化烯烃聚合产物均成微球型,能够很好地复制载体的形貌。     

紫外辐照法合成单分散钨酸纳米颗粒

通过紫外光照射柠檬酸钨氧配合物水溶液,制备了平均粒径约为20 nm的单分散钨酸纳米颗粒。红外光谱研究表明,柠檬酸钨氧配合物在紫外光照射下发生分解,形成柠檬酸和钨酸,而柠檬酸在钨酸的催化作用下发生光降解。XRD结果表明,单分散钨酸纳米颗粒是由WO₃·2H₂O和WO₃·H₂O组成的。此外,还考察了光照时间以及柠檬酸与钨酸钠的物质的量之比(n_cit/n_st)对产物结构和形貌的影响。随着光照时间延长,产物中WO₃·2H₂O的含量降低而WO₃·H₂O含量升高,产物粒径增大且分布加宽;随着n_cit/n_st增加,产物中WO₃·2H₂O含量增高,而WO₃·H₂O含量降低,且产物粒径变小而粒径分布变窄。     

α-Ti(HPO4)2微球负载型催化剂的合成及其烯烃聚合催化性能

2种茂金属催化剂及1种后过渡金属催化剂分别被固载于经过甲基铝氧烷处理后的α-Ti（HPO₄）₂微球表面,制备得到3种微球负载型催化剂。在烯烃聚合反应过程中,3种负载型催化剂均表现出比硅胶负载型催化剂更高的催化活性。2种茂金属负载型催化剂在乙烯、丙烯聚合反应中的活性分别高达6.8×10⁷ g_PE·（mol_Zr·h）^-1和5.0×10⁷ g_PP·（mol_Zr·h）^-1,所产生的烯烃聚合产物分子量分布较窄（M_w/M_n<2.3）,表现出良好的单中心催化特性,而且丙烯聚合产物的等规度高达96.5%。负载型后过渡金属催化剂在乙烯聚合反应中的活性稍低,但也能够达到8.3×10⁶ g_PE·（mol_Fe·h）^-1。3种负载型催化剂催化烯烃聚合产物均成微球型,能够很好地复制载体的形貌。     

ZnIn2S4/Au纳米片阵列的制备及其可见光响应光电化学固氮特性

采用简单的水热法合成出单晶ZnIn₂S₄纳米片阵列以实现可见光响应光电化学固氮。并采用光沉积法将超细Au纳米颗粒（5 nm）沉积于ZnIn₂S₄纳米片的棱角位置处,实现了可见光俘获和载流子分离能力的同时增强。当负载合适含量的Au纳米颗粒,ZnIn₂S₄纳米片阵列的光电固氮活性由1.092 μg·cm^-2·h^-1提升至2.262 μg·cm^-2·h^-1。我们还提出一个简单模型用以阐明其性能增强机制,这也被光致发光（PL）谱和光电化学（PEC）性能结果所证实。     

锂离子二次电池正极材料LiAlyCo0.2Ni0.8-yO2的合成及其电化学性能研究

用固相反应法合成了锂离子二次电池正极材料LiAl_yCo_0.2Ni_0.8-yO₂(y=0,0.001,0.005,0.01,0.03),采用XRD、SEM、ICP-AES、差分计时电位法和充放电循环等对合成的材料的物理化学性质以及电化学性能进行了测试分析。结果表明所合成的产物均为α-NaFeO₂型的层状结构,产物无杂质相,产物的表面形貌规则,颗粒大小均匀。实验结果证明经过Al掺杂后的材料的放电电压平台有所提高,容量也有所上升。并且随着Al含量的增加,材料在电化学充放电过程的结构稳定性在上升,因此电化学稳定性得到了提高。实验结果还表明低含量Al元素的掺杂既提高了LiNi_0.8Co_0.2O₂的放电容量,又提高了其循环可逆性,使材料的容量保持率显著提高。     

基于大环醚和三价卤化铋阴离子的超分子杂化化合物：合成、结构及性质

基于大环自组装和多卤阴离子合成了有机-无机杂化超分子化合物,[（1,4-PMNH₃）·（18-crown-6）]·[（H₃O）·（18-crown-6）]₂·[（H₂O）·（18-crown-6）]·（18-crown-6）·（Bi₂Cl₉）（1）。化合物属正交晶系,Pca2₁空间群,a=2.4830（3）nm,b=1.1618（3）nm,c=3.3161（2）nm,V=9.566（2）nm³。并通过其红外光谱、粉末衍射、热重分析和单晶结构分析对化合物进行了充分表征。在转子定子型的超分子化合物1中,大环超分子阳离子和（Bi₂Cl₉）^3-阴离子交错堆积形成包合物结构。并在室温下对其固体荧光性质进行测试表征。通过DSC对其热稳定性进行了详细分析。