SiO2 /Au核壳结构纳米粒子的制备及表征

通过以金纳米粒子为表面晶种和壳生长的方法制备了金纳米壳包覆二氧化硅的复合纳米粒子。采用TEM 和UV-Vis对复合粒子进行了表征和研究，结果表明所得到的复合粒子粒径均匀、金纳米壳光滑完整，且壳厚度可通过反应物的用量来控制。当核半径与壳厚度之比在4到13之间变化时,复合粒子的光学共振峰在可见光区到近红外光区范围内可发生大于500 nm波长的移动。     

SiO2/ZnO复合纳米粒子的制备及表征

采用双注控制沉积法(Controlled Double-Jet Precipitation,CDJP)将反应物添加到含有SiO₂的溶液中,通过直接的表面反应来制备单分散的SiO₂/ZnO复合纳米粒子,并对其进行了表征。透射电镜(TEM)观察表明,SiO₂表面有一层ZnO纳米颗粒或薄层。对复合纳米粒子SiO₂/ZnO进行X射线衍射(XRD)分析,复合颗粒的衍射峰与单独的氧化锌的衍射峰完全一致。能量弥散X射线法(EDX)分析表明,复合颗粒中含有Zn、Si、O元素。荧光光谱表明有ZnO的吸收峰。     

TiO2 / SiO2核 / 壳结构复合粒子的组装及其电化学性能

TiO₂ coated SiO₂ materials as anode for lithium-ion batteries were synthesized via an in situ hydrolysis of tetraethyl orthosilicate under ultrasonic irradiation using nanometer-sized TiO₂ colloids as precursors. The XRD patterns indicate that the as-prepared core/shell particles remain anatase after calcining below 800 ℃. TEM observation shows that the particle size of TiO₂ / SiO₂ composites is ca. 200 nm, and a homogeneous SiO₂ layer is coated on the surfaces of TiO₂ particles. FTIR spectra demonstrate that SiO₂ could have been coated on the surfaces of TiO₂ particles via a chemical bonding. In addition, the first specific charge and discharge capacities of the coated particle electrode were 66.4 mAh·g^-1 and 90.7 mAh·g^-1, respectively, which indicates that the TiO₂ / SiO₂ particles are more stable than the monodispersed TiO₂. Meanwhile, the new material has good lithium intercalation-deintercalation performances.     

Au和SiO2多壳结构的制备和表征

利用自组装技术和胶体还原化学, 制备出金纳米壳Au@SiO₂以及SiO₂包裹的金纳米壳SiO₂@Au@SiO₂; 去除SiO₂@Au@SiO₂颗粒中的金壳层, 获得含有可移动SiO₂核的空心壳H-SiO₂@M-SiO₂. 结果显示: SiO₂@Au@SiO₂复合颗粒表面光滑, 并保留了金壳的近红外吸收特性; 通过改变复合颗粒外层SiO₂厚度, 可以调节其等离激元共振峰的位置; 王水可以有效地去除SiO₂@Au@SiO₂中的金壳, 相应的等离激元共振峰消失.     

Au和SiO2多壳结构的制备和表征

利用自组装技术和胶体还原化学, 制备出金纳米壳Au@SiO₂以及SiO₂包裹的金纳米壳SiO₂@Au@SiO₂; 去除SiO₂@Au@SiO₂颗粒中的金壳层, 获得含有可移动SiO₂核的空心壳H-SiO₂@M-SiO₂. 结果显示: SiO₂@Au@SiO₂复合颗粒表面光滑, 并保留了金壳的近红外吸收特性; 通过改变复合颗粒外层SiO₂厚度, 可以调节其等离激元共振峰的位置; 王水可以有效地去除SiO₂@Au@SiO₂中的金壳, 相应的等离激元共振峰消失.     

微乳法制备纳米TiO2 /SiO2的结构及光催化研究

Nanosized TiO₂ and TiO₂/SiO₂ particles were prepared by hydrolysis of tetrabutyl titanate (TBOT) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) in the TX-100 reverse microemulsion. These particles were characterized by TG-DSC, XRD, FTIR, TEM，N₂ adsorption-desorption. Their photocatalytic activity was tested by degradation of methyl orange. The result shows that TiO₂/SiO₂ nanoparticles are with a monodispersed spherical phase and a uniform size distribution，and TiO₂ particles are dispersed on the surface of SiO₂. The band for Ti-O-Si vibration in FTIR was observed, the Ti-O-Si bond increased the stability of anatase TiO₂, suppressed the phase transformation of titania from anatase to rutile. And due to the addition of SiO₂, the average size of titania decreased from 38 nm in pure TiO₂ to 5 nm in TiO₂/SiO₂. It was found, under UV light irradiation, TiO₂/SiO₂ particles showed higher activity than pure TiO₂, and TiO₂/SiO₂(1/1) particles showed the highest photocatalytic activity on the photocatalytic decomposition of methyl orange, which was influenced by crystal structure, particle size, crystallinity and Surface area Characteristics.     

稀土掺杂SiO2与SiO2@Au纳米球

By using EDTA-lanthanide (Eu³⁺， Tb³⁺) coordination compound as precursor， multicolor luminescent SiO₂ nanoshperes were prepared. Also， without any pre-treatment to the surface of SiO₂ nanosphere， a facile strategy was developed for the synthesis of SiO₂@Au core-shell nanospheres.     

SiO2/Co3O4核壳催化剂对AP热分解的催化性能研究

采用改良的Stöber法制备粒径约为200 nm的单分散球形SiO₂颗粒,以此为内核,分别通过液相沉淀法和尿素均匀沉淀法制备包覆形式不同的新型SiO₂/Co₃O₄核壳式纳米催化剂。采用X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(IR)、拉曼光谱分析(Raman)、BET比表面积测试等手段对产物进行表征,利用差式扫描量热仪(DSC)考察SiO₂/Co₃O₄复合物对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化作用,探讨不同包覆形式对其催化活性的影响。结果表明,两种方法制备得到的SiO₂/Co₃O₄复合物分别为层包覆和粒子包覆,比表面积大,具有明显的核壳结构,且粒子包覆形式的SiO₂/Co₃O₄对AP热分解反应的催化效果最好,使AP的高温分解温度降低了110 ℃,放热量增加了662 J·g^-1。     

基于SiO2纳米粒子固定辣根过氧化物酶的生物传感器

制备了尺寸均一的SiO2纳米粒子(60nm),并将其用于固定辣根过氧化物酶.以儿茶酚为电子媒介体制得的H2O2传感器的检测范围为1.7×10-7～1.9×10-5mol/L,检出限为8.3×10-8mol/L.达到95%稳态电流所用时间少于10s.该传感器的米氏常数为7.8μmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.     

Ag/SiO2复合薄膜的紫外光还原制备及其光学性能

采用溶胶凝胶法(sol-gel)制备不同Ag掺杂量的Ag/SiO2复合薄膜,通过紫外辐射技术对薄膜进行了还原处理,采用XRD、SEM、IR、UV-Vis、Raman和荧光光谱(PL)等技术对薄膜样品结构进行了表征和光学性能测试.XRD结果表明,复合薄膜样品中的Ag纳米粒子呈面心立方相,利用谢乐公式计算出金属银的平均晶粒尺寸约为10.2 nm;SEM结果显示,所得Ag/SiO2复合薄膜均匀性良好,薄膜中绝大部分纳米颗粒尺寸较小,薄膜约厚1μm;UV-Vis结果表明,随着,nAg/nSi的增加,Ag纳米粒子在420 nm附近的表面等离子共振吸收峰逐渐增强,并伴有一定的红移;PL谱表明,由于Ag纳米粒子的表面等离子共振,薄膜样品在442 nm处发出强光,并且随着Ag浓度增大,发光强度略有降低,出现蓝移;从Raman光谱可以看出由于Ag纳米颗粒表面局域电磁场增强造成的表面增强的拉曼散射(SERS).     

多相催化与材料表征技术应用于物理化学实验：Ag/SiO2催化剂的制备及其催化氧化CO实验

制备了一个贵金属负载型催化剂并对其催化氧化CO性能进行了测试。采用等体积浸渍法制备了Ag/SiO2催化剂,并通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、N2-吸脱附曲线及程序升温还原（H2-TPR）表征了催化剂的结构和形态。结合材料的表征数据及性能测试结果分析探讨银的负载量对催化氧化CO活性的影响,进一步探究该催化反应的进行机制。该实验将多相催化和现代测试技术与物理化学实验教学相结合,可以让学生获取催化学科的前沿知识,了解催化反应以及各种现代测试技术的基本原理,从而提高学生的综合实验能力,激发独立思考和创新的意识,有利于创新性人才的培养。     

Co-Cu/SiO2催化剂的表征

用溶胶-凝胶法制备了Co-Cu/SiO2系列的担载型催化剂,采用SBET、TPR、XRD、O2滴定等技术对该催化剂进行了研究,并考察了催化剂在F-T合成反应中的催化性能.结果表明,样品的SBET较大,Co和Cu组分均很好分散;Cu2+的加入使得Co更易于被氢气还原,Co是经由Co3+→Co2+→Co0的还原过程,Cu的还原为Cu2+→Cu0;Cu2+的引入使得样品中钴的还原度增大,对F-T合成的催化性能有了一定的改善.     

SAXS测定二氧化硅胶体粒子结构

本文考察了正硅酸乙酯(TEOS)在碱性催化条件下通过水解和缩聚而制得的二氧化硅胶体的小角X-射线散射(SAXS)特征，通过散射数据对Porod负偏离的分析和校正，测定了胶体粒子的几何结构，包括胶团尺度分布、胶核尺度分布及平均界面层厚度，这有助于认识胶体的物理化学特征。     

玻璃微珠/Ag/TiO2可见光催化剂的制备与表征

通过离子交换法将Ag纳米颗粒负载于玻璃微珠的表面及浅表层,并以钛酸四丁酯的乙醇溶液为前驱体,将TiO₂负载于包含银的玻璃微珠表面,制得一种玻璃微珠/Ag/TiO₂复合光催化剂。由于纳米银的表面等离子体吸收效应,该复合光催化剂具有一定的可见光响应特性。利用XRD、SEM对样品进行表征,可发现玻璃微珠表面形成一层均匀多孔的锐钛矿TiO₂,其粒径均在50 nm左右。由漫反射光谱可得出该催化剂具有较强的可见光吸收,并在降解甲基橙溶液的试验中表现出较好的可见光催化活性。     

反相微乳液法制备纳米SiO2的研究

在壬基酚聚氧乙烯5醚(NP-5)/环己烷/氨水的反相微乳液体系中，进行正硅酸乙酯(TEOS)的水解、缩合反应，得到粒径在30～50 nm的单分散纳米SiO₂胶体。红外光谱法(FTIR)及透射电子显微镜(TEM)观察证明了纳米SiO₂粒子的生成。反相微乳液体系相图的研究表明，水相为氨水比纯水有较窄的W/O型微乳区。氨水微乳液是碱催化TEOS水解、缩合制备纳米SiO₂粒子的适宜体系。当体系中TEOS的浓度增大时，粒子的粒径随之增大。降低NP-5     

Ag/TiO2中空纳米纤维光催化材料的制备及表征

以棉花纤维为模板制备了银掺杂的TiO₂中空纳米纤维光催化材料, 利用热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位、紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对该材料的形貌、晶体结构、银的状态等特性进行了表征. 以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应, 考察了银掺杂的样品Ag/TiO₂在不同光源下的光催化性能. 结果表明, 所制得的Ag/TiO₂材料保留了棉花纤维的形貌, 且表面带有大量的负电荷|该Ag/TiO₂材料在太阳光条件下的光催化性能显著高于同条件下TiO₂和同材料在紫外光条件下的, 如Ag/TiO₂在太阳光下1.5 h可使MB溶液的脱色降解率在95%以上, 在TiO₂上2.5 h时不足60%, 低于Ag/TiO₂上0.5 h的结果|在紫外光条件下Ag/TiO₂ 3 h时脱色降解率仅为35%. 连续重复使用5次时Ag/TiO₂仍能保证MB溶液的脱色降解率在90%以上|该纤维光催化材料易于离心分离去除、再利用. 因此, 以棉花为模板制备的Ag/TiO₂中空纳米纤维催化材料是一种无能耗、无污染、高活性的绿色环保型光催化材料.