超临界流体技术制备纳米材料的研究与展望

纳米科技是人们普遍关注的重要领域,而纳米材料充当其中的基础性角色。本文介绍了在新兴绿色环保介质——超临界流体中纳米材料的合成及其制备,涉及范围包括从准零纳米微粒到三维纳米材料,从无机纳米材料到有机聚合物纳米材料。其中不仅介绍了超临界流体中纳米材料的制备方法,同时也包括制备过程中超临界流体特殊性质,如溶胀、塑化和地表面张力所起的重要作用,并对超临界流体技术在纳米材料制备中的应用前景进行展望。     

化学流体沉积法制备纳米复合材料研究进展

化学流体沉积(Chemical Fluid Deposition,CFD)是近年来新发展的一种材料制备方法。与化学气相沉积(CVD)等其它传统方法相比,具有很多突出优点。本文在论述CFD方法的原理、特点及典型反应装置的基础上,重点就CFD的研究现状、优势以及目前尚存在的不足进行了分析讨论,指出了CFD在制备纳米复合材料中的作用、发展前景和今后应该注意解决的关键问题。     

超临界流体干燥法制备纳米TiO2－ZnO复合催化剂及其对苯酚降解的光催化性能

 以TiCl4和Zn（NO3）2·6H2O为原料，采用溶胶－凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2－ZnO（7～10nm）复合催化剂，并用XRD和TEM等手段进行了表征．以苯酚光催化降解为模型反应对所制备催化剂的催化性能进行了评价．结果表明，与单组分TiO2及普通干燥法制备的TiO2－ZnO催化剂相比较，纳米TiO2－ZnO复合粒子的光催化活性有较大提高．用超临界干燥法制备的催化剂具有粒径小、分布窄、比表面积大、分散性好和光催化活性高等特点．采用超临界流体干燥法可直接制得纳米TiO2（锐钛矿型）－ZnO（非晶态）复合催化剂，可实现干燥、晶化一步完成．复合催化剂中ZnO的最佳掺入量为x（ZnO）＝0．8％．超临界流体干燥法是制备纳米材料的一种新技术，具有产物容易收集和溶剂可回收利用等优点．     

用超临界流体干燥法制备纳米级二氧化锆

本文采用超临界流体干燥技术（Supercriticalfliuddryingtechnique），用超临界乙醇作干燥（脱水）剂制备了纳米粒子ZrO_2，并用X－射线衍射和透射电镜对其进行了表征．结果表明，用超临界流体干燥法能获得颗粒细、大小均匀和抗团聚性能好的纳米粒子。     

药用微胶囊的制备

微胶囊技术是21世纪重点研究开发的高新技术之一,用途广泛。本文综述了微胶囊的制备原理及方法,着重阐述了采用超临界二氧化碳技术和溶剂蒸发法制备药物微胶囊的最新研究进展,介绍了超临界流体快速膨胀(RESS)法、超临界流体抗溶剂(SAS)法和气体饱和溶液微粒制备(PGSS)法的特点,总结了溶剂蒸发法制备微胶囊的原理和溶剂蒸发法制备药物微胶囊的工艺研究现状,分析了药物微胶囊的表征方法及性能,并对今后微胶囊技术的发展作了展望。     

超临界流体回收碳纤维树脂复合材料

碳纤维树脂复合材料回收再利用是碳纤维产业可持续发展的重要一环,因此受到学术界及产业界的广泛关注。 超临界流体回收碳纤维方法是一种高效、清洁,并且对碳纤维性能损伤较小的回收方法。 本文回顾了超临界流体回收碳纤维树脂复合材料研究进展,系统讨论超临界体系、反应条件、催化剂等对树脂降解率、回收碳纤维性能的影响,并对超临界流体回收碳纤维树脂复合材料的未来发展进行了展望。     

纳米级TiO_2粉体的制备研究 Ⅲ.成胶温度、钛盐溶液浓度、老化时间的影响

超临界流体干燥法是制备大孔高比表面超细催化剂的有效方法之一［１］．我们曾考察了初始水凝胶ｐＨ值［２］及不同体系的絮凝剂［３］对纳米级ＴｉＯ２超细粉织构性质的影响．结果表明，选择一定浓度的强碱溶液作为絮凝剂，是制备大孔高比表面ＴｉＯ２超细粉的前提之一；...     

聚合物-金属纳米复合材料的制备与应用

综述了聚合物-金属纳米复合材料的制备方法，包括原位形成法、沉积法、离子注入法、辐射化学法、光照化学法、直接分散法、球磨法；介绍了聚合物．金属纳米复合材料的应用领域，最后展望了这种材料的发展前景。     

纳米铝微粒制备的研究进展

综述了近年来铝纳米微粒制备方法的研究进展,详细介绍了物理气相沉积法、化学法和机械法的方法原理、特点及其制备研究中存在的问题,并对其未来研究进行了展望：（1）深入地研究纳米铝微粒的结构和性质及制备机理;（2）发展和完善现有制备工艺,寻求适合工业化生产的高效、廉价制备途径;（3）纳米铝微粒的表面改性和修饰技术研究．     

纤维素纳米晶体的制备及其在复合材料中的应用

纤维素纳米晶体是纤维素原料经加工而得到的纳米级棒状或球状晶体。由于其具有高强度、大比表面积、生物相容性、可再生性和可降解性等优良性能,可应用于复合材料、生物医药和环境等多个领域。本文详细综述了近年来制备纤维素纳米晶体的常用方法,包括酸水解法、氧化法、酶水解法、机械法、溶剂法以及组合法。同时,讨论了各种制备方法的优缺点。在应用研究方面,本文总结了其在增强复合材料、膜过滤复合材料、导电复合材料和无机纳米复合材料等热门领域的研究情况。最后,对纤维素纳米晶体的未来发展方向进行了展望。     

基于局域表面等离子体共振效应的光学生物传感器*

贵金属纳米粒子表现出许多常规块体材料所不具备的优异性能,其中局域表面等离子体共振 (LSPR) 特性是研究热点之一。LSPR 的形状和位置与纳米粒子的组成、大小、形状、介电性质以及局域介质环境密切相关。基于这一特性,贵金属纳米粒子已广泛应用于光学生物传感器、光过滤器和表面增强光谱等领域。本文对各种结构的贵金属纳米粒子的制备方法及其在光学生物传感器中的应用进行了综述,并对 LSPR 纳米传感器的未来发展前景做了展望。     

沸石吸附储氢研究进展

沸石类微孔材料作为储氢介质的研究已成为近年来储氢领域中备受关注的热点问题,但对于其储氢机理、储氢容量及其影响因素的文献报道不尽一致。本文从吸附实验测定和理论计算模拟方面综述了各种结构类型沸石的吸附储氢的研究结果。重点分析了沸石的结构类型、硅铝比、阳离子类型及吸附实验条件差异对储氢量的影响,并讨论了超临界吸附理论模型的发展状况,最后探讨了沸石作为储氢材料的可行性和发展方向。     

单分散球状纳米金颗粒的合成*

综述了近年来单分散球状金纳米颗粒的合成研究进展。分析了球状单分散金纳米颗粒的应用前景,介绍了单分散球状金纳米颗粒的主要合成方法如种子生长、回流熟化、尺寸选择沉淀分级以及电泳法等,评述了各种方法的优缺点。最后提出了单分散球状金纳米颗粒合成的一些问题,并展望了单分散球状金纳米颗粒的研究和发展方向。     

Nanosized cobalt-based catalyst prepared by supercritical phase condition for Fischer-Tropsch synthesis

A series of nanosized Co/Zn/Mn/K composite catalysts for Fischer-Tropsch synthesis (FTS) were prepared by supercritical fluid drying (SCFD) method and common drying (CD) method. The nanosized cobalt-based catalysts were characterized by XRD, TEM and BET techniques. Their catalytic performances were tested in a slurry-bed reactor under FTS reaction conditions. The drying and crystallization were carried out simultaneously during SCFD, therefore, the catalysts prepared by SCFD method have ideal structure and show the FTS performance superior to the others prepared by CD method. The FTS activity and selectivity were improved via adding Zn, Mn and K promoters, and less CH₄ and CO₂ as well as higher yield of C₅₊ products were achieved. The optimal performance of a 92% CO conversion and a 65% C₅₊ product yield was obtained over a catalyst with the component of Co/Zn/Mn/K = 100/50/10/7. Furthermore, the catalytic performance was studied under the conditions of liquid-phase and supercritical phase slurry-bed, and C₅₊ product yield were 57.4% and 65.4%, respectively. In summary, better catalytic performance was obtained using the nanosized catalyst prepared by SCFD method under supercritical reaction conditions, resulting in higher conversion of CO, less CO₂ byproduct, and higher yield of C₅₊ products.     

单分散磁性纳米粒子靶向药物载体

本文综述了单分散磁性氧化铁纳米粒子的主要制备方法、表面修饰以及在生物医学靶向药物方面的应用研究进展。金属有机前驱体高温热分解法、溶剂热合成法和LSS（liquid-solid-solution）法是目前制备高质量单分散磁性纳米粒子比较有效的手段。通过表面修饰制备出的具有良好水溶性、生物相容性和活性功能基团的磁靶向药物载体将可能实现定位蓄积、高效载药、控制释药和可生物降解等靶向治疗癌症的目的。开发出具有荧光检测、主动靶向识别、高效载药、智能控药释放、无毒副作用和生物相容性于一体的多功能靶向药物载体将是其发展趋势。     

聚合物孔材料的制备*

聚合物孔材料的制备和应用研究已经成为聚合物科学和材料科学热点,制备聚合物孔材料的方法发展很快。本文综述了聚合物孔材料的制备方法,包括胶体晶模版法、水模版法、超临界二氧化碳发泡法、自组装法等。其中本课题组首次提出的无模版自组装法操作简单、无需模版、环境友好,具有广阔的发展前景。     

壁虎的动态吸附与壁虎纳米材料仿生学

以壁虎为代表的一类脚底板具有超细绒毛结构的动物具备极强的吸附和脱附能力。这种独特的能力引起科学家的极大关注并逐渐成为研究的热点。与一般的粘附材料（比如胶水）产生的吸附力不同的是,这种吸附力可以在需要时产生或消失（动态吸附）。模拟这种结构的纳米材料具有极高的实用价值。本文以壁虎为例,从化学、物理学、生物学、机械工程学及材料学的角度全方位系统地介绍了壁虎动态吸附理论和基于这种理论在仿生方面研究的最新进展,最终提出本领域研究工作的展望。     

聚合物纳米粒子的结构和性能对胞吞和细胞功能的影响

随着纳米医学的发展,越来越多的聚合物纳米粒子被用作荧光探针和药物或基因的载体,在生物分析、检测以及药物传输和基因治疗等领域得到应用。细胞的胞吞是细胞将细胞外基质、病毒、微组织或纳米粒子运送到细胞内部的一个重要生理过程。研究细胞对纳米粒子的胞吞,有助于从细胞层次上理解生命现象,掌握细胞内治疗的机理。本文综述了近几年来细胞和聚合物纳米粒子之间相互作用的最新研究结果。首先介绍了用于胞吞研究的常用聚合物纳米粒子体系及其功能化方法,尤其是荧光探针的复合与表面修饰。进而介绍了细胞和聚合物纳米粒子之间相互作用的基本过程,包括聚合物纳米粒子在细胞转运过程中的驱动力、细胞内转运过程、在细胞中的分布及其细胞毒性。对影响聚合物纳米微粒胞吞的因素如纳米粒子浓度、共培养时间、纳米粒子性能（形状、粒径、电荷和PEG修饰）、细胞类型和培养条件等进行了总结。最后重点介绍了用于受体介导细胞胞吞的聚合物纳米粒子体系,指出了目前研究工作中的不足及未来发展方向。     

银/聚合物纳米复合材料

银/聚合物纳米复合材料是一种典型的聚合物基复合材料, 其结构和性能依赖于合成方法,因此开发材料的优异性能必须以深入研究纳米材料的先进合成技术为前提。本文综述了纳米银粒子及其与聚合物形成的纳米复合材料的最新合成进展, 重点介绍了基于液相化学还原方法合成纳米银粒子的新方法, 如溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法和离子液体法, 以及纳米银粒子的分散技术和原位法合成银/聚合物纳米复合材料的新技术, 并介绍了纳米银复合材料的电绝缘性、表面增强拉曼散射性能、抗菌性及其在生物医学等领域中的应用。     

Formation of metallic Ni nanoparticles on titania surfaces by chemical vapor reductive deposition method

Metallic Ni nanoparticles were successfully prepared on the surface of titania thin film substrate by a novel method, named as chemical vapor reductive deposition (CVRD) method. The growth of the nanoparticles was based on the specific adsorption and heterogeneous nucleation on the surface of substrate, not via vapor-phase formation and subsequent sedimentation. The nanoparticle size was found to be well controllable between 10 and 30 nm by the preparation time and vapor pressure of metal complex precursor. ESCA and electron diffraction results clearly demonstrated Ni nanoparticles as metallic. Titania thin film with metallic Ni nanoparticles on its surface showed high efficiency in their photocatalysis of hydrogen evolution from decomposition of ethanol.