湿化学法制备的KTiOPO4@SiO2玻璃陶瓷纳米结构和透明性

用湿化学法合成了25KTiOPO4-75SiO2透明纳米玻璃陶瓷。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和二次谐波发生对玻璃陶瓷物相及纳米结构进行了分析。透明凝胶块经过热处理后,从SiO2基玻璃中析出了粒径为~30 nm的KTiOPO4纳米晶体,形成了透明KTiOPO4@SiO2纳米玻璃陶瓷;凝胶粒子的烧结致密化消除了大量不规则介孔,但形成了少量30 nm的球状孔;这种相对致密的玻璃陶瓷在可见光波段的光学透射率为64%左右。根据纳米结构数据,利用瑞利散射模型分析了纳米结构对玻璃陶瓷透明性的影响,结果表明,KTiOPO4晶体与SiO2玻璃相折射率之差是降低致密纳米玻璃陶瓷透明性的主要因素。     

三维有序大孔Fe2SiO4/SiO2@C锂离子电池负极纳米玻璃陶瓷-碳复合材料制备及电化学性能

以聚苯乙烯（PS）胶晶作为铸模,采用纳米铸造工艺及后续煅烧的方法合成了三维有序大孔Fe₂SiO₄/SiO₂@C纳米玻璃陶瓷锂离子电池负极材料。溶胶-凝胶工艺产生的凝胶在650℃氩气氛炉中煅烧后,Fe₂SiO₄纳米晶体从含铁元素的SiO₂基玻璃中结晶析出,形成由Fe₂SiO₄纳米晶体、铁离子（Fe³⁺）修饰的玻璃态SiO₂和非晶碳组成的三维有序大孔纳米玻璃陶瓷。在50 mA·g^-1电流密度下进行充放电时,其放电容量可达450 mAh·g^-1以上,电流密度增加到250 mA·g^-1时可逆放电容量仍旧稳定地保持在260 mAh·g^-1,而具有同样有序大孔结构和含碳量的非晶态SiO₂@C材料的放电比容量在50 mA·g^-1电流密度时仅为15 mAh·g^-1。这些结果表明,Fe₂SiO₄纳米晶体及Fe³⁺有助于SiO₂基玻璃陶瓷实现可逆储锂过程。     

纳米Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆SiO2纳米膜的研究

采用溶胶-凝胶法在纳米Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆SiO₂纳米膜. 通过酸溶分析、透射电子显微镜、FT-IR、XRD、TG和DSC分析, 证实了在Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆了一层连续致密的、厚约5 nm的SiO₂纳米膜. 根据Al 2p, Mg 2p, Si 2s及O 1s的电子结合能的变化, 可推知在纳米Mg-Al层状双氢氧化物和SiO₂纳米膜表面形成了Mg-O-Si和Al-O-Si键, 并据此分析了形成SiO₂包覆膜的机理. 经热分析表明, SiO₂包覆的纳米LDHs和纳米LDHs两者在40~700℃之间失重过程大致相同, 均出现了三个较为明显的质量损失阶段, 至700℃时包覆量越大的质量损失越少. 纳米LDHs在244.67和430.13℃有两个明显的吸热峰, 吸热值分别达412.28和336.30 J/g; 而包覆纳米LDHs只在243.60℃处出现一个较明显的吸热峰, 其吸热值为221.25 J/g.     

SiO2大分子单体与苯乙烯共聚制备PS/SiO2纳米复合材料

利用过量的2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)对SiO₂纳米粒子表面进行修饰合成出表面含—NCO基团的功能化SiO₂(SiO₂-TDI), 功能化SiO₂与丙烯酸羟丙酯(HPA)反应将表面－NCO转化为可聚合乙烯基合成大分子单体(SiO₂-HPA). 用传统自由基共聚方法利用苯乙烯(St)与SiO₂大分子单体共聚制备PS/SiO₂纳米复合材料. 系统研究了单体投料比及聚合时间对共聚反应的影响. 此外, 利用红外光谱(FTIR), DSC和TGA 等实验手段对纳米复合材料进行了表征分析. 结果表明: 共聚产物为一交联结构, SiO₂纳米粒子在复合材料中起着物理交联点和化学交联点作用; 复合材料玻璃化转变温度(T_g)明显地高于其均聚物玻璃化转变温度, 随着纳米SiO₂含量的增加, 复合材料玻璃化温度升高.     

Fe3O4@SiO2@mTiO2介孔多功能纳米复合颗粒的制备及载药能力

以溶剂热法制备氨基功能化的Fe₃O₄纳米颗粒为磁核,结合溶胶-凝胶法和模板法在其表面先后包覆上致密的SiO₂层和介孔TiO₂层,制备了磁性-发光-微波热转换性-介孔结构为一体的多功能核-壳结构纳米复合颗粒,并对其结构、性能及载药能力进行了研究。XRD分析表明:Fe₃O₄表面包覆上了无定形结构的SiO₂和TiO₂。TEM照片表明:所得的纳米复合颗粒具有明显的核壳结构和完美的球形,构成核的Fe₃O₄颗粒的尺寸在40~50 nm之间,Fe₃O₄@SiO₂@mTiO₂核壳结构纳米复合颗粒的尺寸为60~70 nm,壳层厚度约10 nm,并可观察到壳层中清晰的孔状结构。磁性、荧光光谱和微波热转换特性分析表明:该复合颗粒同时具有良好的发光性、磁性和微波热转换特性。N₂气吸附及药物负载率分析表明,该复合颗粒具有较高的比表面积(640 m²·g^-1)和介孔结构(孔径约2.8 nm)并且具有较高的药物负载率。     

Ho3+/Yb3+共掺ZnO-Al2O3-GeO2-SiO2玻璃陶瓷的制备和上转换发光性质

综合ZnO-Al₂O₃-SiO₂系和锗酸盐玻璃陶瓷的优点,采用熔融-晶化法首次制备了Ho³⁺/Yb³⁺共掺以ZnAl₂O₄为主晶相的ZnO-Al₂O₃-GeO₂-SiO₂系玻璃陶瓷。因[GeO₄]四面体和[SiO₄]四面体都是玻璃网络形成体,讨论了GeO₂取代SiO₂对玻璃陶瓷样品硬度及发光性能的影响,最终确定GeO₂的取代量为10.55%（w/w）时,玻璃陶瓷综合性能最佳。在980 nm泵浦光的激发下,发现强的绿色（546 nm）和弱的红色（650 nm）上转换发光,并研究了不同Ho³⁺/Yb³⁺掺杂比对样品上转换发光的影响,最终结果表明当Ho³⁺/Yb³⁺掺杂比为1：11（n/n）时样品荧光强度最强,在绿色上转换发光材料方面具有潜在的应用。     

等离子体辅助法合成α-Si3N4/SiO2纳米梳

晶体的α-Si₃N₄内核和非晶的SiO₂外壳组成的纳米梳通过简单的直流电弧方法合成。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微术（SEM）、透射电子显微术（TEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等对纳米梳进行表征。纳米梳的光致发光谱展现了两个强的发光峰,分别在450和511nm。α-Si₃N₄/SiO₂核壳结构纳米梳生长机制为等离子体辅助气-固生长机制。     

一种制备SiO2纳米线的新方法

在Ar+O₂气氛中,用Ti片作加热器,加热TiSi粉末.通过化学反应和气-液-固增长过程,在TiSi薄膜上得到一层均匀的白色毛绒状生长物.用ED,EDX,SEM和HRTEM研究表明白色毛绒状生长物由大量表面光滑、直径均匀的SiO₂纳米线组成,SiO₂纳米线的直径在40～90 nm之间,为无定形结构.并测定了SiO₂纳米线的X射线诱导荧光发射,荧光发射出现在430和570 nm处.     

不同基底对TiO2和SiO2薄膜的光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法分别在K9玻璃、单晶硅和石英玻璃基底上制备了纳米TiO₂和SiO₂薄膜。利用SEM、UV-Vis及反射式椭圆偏振光谱仪对薄膜的微观结构及光学特性进行了表征和分析。结果表明：3种基底中, 单晶硅基底上TiO₂和SiO₂薄膜折射率最大;在非晶态K9玻璃和石英玻璃基底上TiO₂薄膜折射率和透光率差异较大;SiO₂薄膜在非晶态基底上折射率、透光率相近;3种基底上薄膜的折射率和消光系数都有随波长增大而减小的趋势, 同时Cauchy模型能较好的描述单晶硅基底上两种薄膜在400~800 nm波段的光学性能。     

不同基底对TiO2和SiO2薄膜的光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法分别在K9玻璃、单晶硅和石英玻璃基底上制备了纳米TiO₂和SiO₂薄膜。利用SEM、UV-Vis及反射式椭圆偏振光谱仪对薄膜的微观结构及光学特性进行了表征和分析。结果表明:3种基底中, 单晶硅基底上TiO₂和SiO₂薄膜折射率最大;在非晶态K9玻璃和石英玻璃基底上TiO₂薄膜折射率和透光率差异较大;SiO₂薄膜在非晶态基底上折射率、透光率相近;3种基底上薄膜的折射率和消光系数都有随波长增大而减小的趋势, 同时Cauchy模型能较好的描述单晶硅基底上两种薄膜在400~800 nm波段的光学性能。     

Er~(3+)-Yb~(3+)双掺Li_2O-ZnO-SiO_2系透明玻璃陶瓷的制备及表征

采用熔融-晶化技术合成了Er3+-Yb3+掺杂的Li2O-ZnO-SiO2系(LZS)透明玻璃陶瓷。利用DTA,XRD,SEM,UV-Vis-NIR等对样品进行了表征,并分析了影响玻璃陶瓷析晶的因素。结果表明,LZS系玻璃具有良好的结晶性能,其最佳热处理温度为700℃,最佳热处理时间为50min,其主晶相为石英和Li8Zn10Si7O28。该玻璃陶瓷在可见光区的透过率可达85%。经SEM分析,粒子直径为30~40nm。荧光光谱显示,玻璃陶瓷的发射光谱较之基质玻璃有了极大的提高,而且在1530nm附近获得一较强发射峰。     

[(dien)Cu(imH)](ClO4)2、[(tren)Cu(imH)](ClO4)2中配位咪唑的离解

本文用紫外可见光谱、pH滴定等方法研究了配合物[(dien)Cu(imH)](ClO₄)₂、[(tren)Cu(imH))(ClO₄)₂中Cu-imH的配位和离解作用,得到了它们的稳定常数,并探索了共存配体的影响。     

In2O3电子结构与光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法, 计算了In2O3电子结构和光学线性响应函数, 系统研究了In2O3电子结构与光学性质的内在关系. 利用计算的能带结构和态密度分析了带间跃迁占主导地位的In2O3材料的能量损失函数、介电函数、反射图谱, 根据电荷密度差分图分析了In2O3材料的化学和电学特性. 研究结果表明In2O3光学透过率在可见光范围内高达85%, 可作为优异的透明导电薄膜材料. 同时, 计算结果为我们制备基于In2O3透明导电材料的设计与大规模应用提供了理论依据, 也为监测和控制这一类透明导电材料的生长过程提供了可能性.     

Cr-Cu/SiO2催化剂上顺酐和1,4-丁二醇的耦合反应

研究了Cr-Cu/SiO₂催化剂上顺酐加氢反应和1,4-丁二醇脱氢反应耦合制备重要的精细化学品γ-丁内酯. 耦合反应显著提高了顺酐转化率和γ-丁内酯选择性. Cr修饰提高了催化剂的脱氢活性, 抑止了催化剂的过度加氢活性, 使1,4-丁二醇的转化率和γ-丁内酯选择性显著提高. Cr修饰量为w＝5%的Cr-Cu/SiO₂催化剂上耦合反应的原料转化率为100%, γ-丁内酯选择性达98.8%. XRD, XPS等研究表明, Cr修饰促进了催化剂上铜元素的分散, 氧化铬对氧化铜有给电子作用, Cr修饰的Cr-Cu/SiO₂催化剂还原后比Cu/SiO₂具有更多的Cu^＋, 这有利于催化剂脱氢活性和γ-丁内酯选择性的提高.      

核壳结构TiO2@SiO2催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯

以反相微乳液法和沉淀法相结合制备了核壳结构TiO₂@SiO₂,首次用于碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯反应,显示较好的催化活性. 采用200 ℃焙烧的TiO₂@SiO₂,用量0.20 g,反应9 h,苯酚转化率达41.8%,酯交换选择性为100%. 透射电镜显示TiO₂@SiO₂核厚壳薄,TiO₂核直径220-300 nm,SiO₂壳厚度40-60 nm,具有介孔结构. TiO₂@SiO₂对碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应有好的重复使用性,使用4次苯酚转化率仍保持在40%以上. TiO₂与SiO₂发生相互作用,Ti进入骨架形成Ti-O-Si键,骨架Ti的形成提高了TiO₂@SiO₂的催化性能.     

Ag-Ag2Se共敏化ZnO花-棒异质结构的合成及其光电化学特性

采用水相法合成ZnO花-棒(ZFRs)有序阵列结构,同时利用离子交换法,制备Ag和Ag₂Se量子点共敏化光ZnO光阳极(AA-ZFRs)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线能量色散谱(EDS)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行了分析和表征,并测试其光电化学特性以及量子效应。结果表明,Ag-Ag₂Se共敏化ZnO花-棒三维有序结构对太阳光的吸收范围延展至近红外区(750 nm),并且在敏化层与ZnO基质界面形成异质结,有效的抑制光生电子-空穴对复合,增强光转换量子效应,从而提高光电化学性能,开路电压达到-0.77 V,短路电流为0.64 mA。     

Ag-Ag2Se共敏化ZnO花-棒异质结构的合成及其光电化学特性

采用水相法合成ZnO花-棒(ZFRs)有序阵列结构,同时利用离子交换法,制备Ag和Ag2Se量子点共敏化光ZnO光阳极(AA-ZFRs)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线能量色散谱(EDS)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行了分析和表征,并测试其光电化学特性以及量子效应。结果表明,Ag-Ag2Se共敏化ZnO花-棒三维有序结构对太阳光的吸收范围延展至近红外区(750 nm),并且在敏化层与ZnO基质界面形成异质结,有效的抑制光生电子-空穴对复合,增强光转换量子效应,从而提高光电化学性能,开路电压达到-0.77 V,短路电流为0.64 mA。     

SnS_2纳米材料的水热合成及光催化性质(英文)

在不同的表面活性剂和硫源的条件下,采用水热法制备了多种形貌的SnS2纳米材料,详细讨论了反应条件对其形貌和性质的影响,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、和BET比表面积法对制备的样品的物相、形貌和组成进行了表征,通过光催化降解罗丹明B研究了所得样品的光催化性能。结果表明:表面活性剂和硫源对产物的结构和形貌起到了重要的作用。当Sn4+与表面活性剂的物质量的比为1∶1时,样品均为纯的六方相SnS2。采用柠檬酸三钠为表面活性剂、硫脲为硫源时制得的SnS2纳米片具有最大的比表面积,同时表现出了最优的光催化性能。     

高质量Cu2ZnSnS4纳米晶的合成及其自组装行为的研究

本文以简单的无机盐,包括醋酸铜、醋酸锌、四氯化锡为原料,以硬脂酸和硬脂胺作为保护剂,以二苯醚作为溶剂,采用高温热注射的方法,合成出了高质量的具有自组装行为的Cu₂ZnSnS₄纳米晶,并详细研究了酸和胺对于纳米晶形貌的影响。研究结果表明,随着硬脂酸用量的增加,Cu₂ZnSnS₄纳米晶的尺寸逐渐变大,并且呈现出具有多个棱角的复杂结构。此方法制备的Cu₂ZnSnS₄纳米晶对于紫外和可见光区均有很强的吸收,是构筑高效、低耗的薄膜太阳能电池的理想材料。