由钛酸盐纳米带水热制备锐钛矿型TiO2纳米带

研究了水热处理具有层状结构的钛酸钠纳米带或钛酸纳米带转化为锐钛矿型TiO₂的制备过程、难易程度和相转化机理. 实验结果表明, 当水热反应温度和时间分别在160 ℃ 和24 h以内, 钛酸钠纳米带很难完全转化为锐钛矿型TiO₂, 若升高反应温度并延长反应时间, 则可制得纯的锐钛矿型TiO₂, 但纳米带形貌被严重破坏; 当水热反应温度和时间分别为160 ℃ 和16 h时, 1次酸洗的钛酸纳米带能够完全转化为锐钛矿型TiO₂, 若钛酸纳米带经过3次强酸浸泡, 则在160 ℃下相转化时间就会缩短到12 h, 所有钛酸纳米带在转化为TiO₂后的形貌仍为纳米带, 但经3次酸浸后生成的TiO₂纳米带表面更光滑. 讨论了钛酸钠纳米带或钛酸纳米带转化为锐钛矿型TiO₂的相转化机理.     

PVDF微孔滤膜负载金纳米粒子用于牛奶中三聚氰胺的SERS快速检测

本文报道了一种利用聚偏二氟乙烯(Polyviny Lidene Fluoride,PVDF)微孔滤膜为载体的三聚氰胺(Melamine,MAM)的简便快速痕量分析技术。通过柠檬酸钠还原法制得平均粒径为30nm的纳米金溶胶,加入不同浓度的三聚氰胺后金纳米粒子快速聚集,这种纳米金聚集体可以通过简便快捷的过滤技术截留在PVDF微孔滤膜表面,进而用于SERS检测,在水溶液中最低检测浓度为0.05mg/L。我们进一步在牛奶样品中进行检测,在牛奶中检测限可以达到1mg/L,满足大部分国家规定的婴儿配方食品中三聚氰胺的限量值为1mg/kg的参考标准。该分析方法制备过程简单、成本低廉、总分析时间短,易于实现现场快速灵敏检测,应用前景广阔。     

Au-Ag三角纳米环单层膜的原位转化制备及 SERS效应

利用模板牺牲氧化还原反应将自组装在基片上的三角板银纳米粒子(边长约为79.2 nm)与氯金酸溶液作用进而原位转化形成三角纳米环. 通过紫外-可见(UV-Vis)光谱实时监测基片上银三角板纳米粒子在反应不同阶段的消光特性; 扫描电子显微镜(SEM)显示了银三角板纳米粒子转化过程的形貌变化; 利用X射线光电子能谱(XPS)对其成分进行分析. 表征结果表明, 三角纳米环的成分为Au-Ag合金或复合物; 随着基片与氯金酸溶液作用时间的增加, 自组装膜的表面等离子体共振峰逐渐红移; Au-Ag三角环状纳米粒子的平均壁厚度从29.3 nm缩小至16.2 nm. 以4-巯基苯胺(4-ATP)为探针分子研究了该Au-Ag三角环状纳米粒子单层膜的表面增强拉曼(SERS)活性. 自组装单层膜基底的SERS信号随着Au-Ag三角纳米环平均壁厚度的增加逐渐增强.     

三维MXene多孔结构的构建与应用研究进展

MXene作为一种新型二维（2D）纳米材料以其独特的高导电性、高电化学表面活性等特性在多个领域引起了广泛关注。然而,MXene纳米片在自组装过程中出现的紧密堆叠现象导致比表面积急剧下降,降低了活性表面积,从而严重阻碍了它们在能源储存、电磁屏蔽、吸附等领域的潜在应用。构建三维多孔结构是解决MXene组装过程中自堆叠问题的一种有效途径,而且通过不同的组装方法可以实现对多孔宏观结构组成成分、孔径分布以及孔径大小的调控,使得MXene多孔材料在机械性能、电学性能以及光热转换性能等方面得到更好的调整,从而满足不同应用领域的需求。本综述以Ti₃C₂T_x MXene为主要研究材料总结了各种多孔MXene宏观结构的制备方法,讨论了其在电池/超级电容器、电磁屏蔽与吸收、海水淡化、光催化以及传感和环境修复等方面的应用,阐述了MXene多孔结构在各种应用中的贡献与意义,并针对MXene多孔结构的制备、结构调控和应用等方面的机遇和挑战作了论述。     

纳米粒子修饰硅胶整体柱的制备及其在柱表面增强拉曼光谱应用研究

通过溶胶-凝胶法以四甲氧基硅烷(TMOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)作为混合的前体,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,制备了具有贯通孔道结构的双孔硅胶整体柱,采用3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MTPMS)对硅胶整体柱表面进行巯基化修饰后,分别将金、 银纳米粒子组装在整体柱材料表面。 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、 扫描电子显微镜(SEM)对金、 银纳米粒子形貌、 吸收光谱及组装金、 银纳米粒子前后整体柱的形貌进行了表征。 以对巯基苯胺(PATP)为探针分子,分别采用波长为633和532 nm的激发光作为激发光源,研究金和银纳米粒子修饰的硅胶整体柱的在柱表面增强拉曼光谱(SERS)性能。 结果表明,该基底呈现出很强的SERS活性,结合整体柱的分离富集优势将在食品/环境领域现场痕量检测方面具有广泛的应用前景。     

紫外光引发还原制备金溶胶及其SERS活性的研究

文章报道了一种用紫外光引发还原制备金溶胶的新方法,其还原过程经历了自由基机理。用紫外可见光谱观察了不同反应时间溶胶状态的变化。结果表明,光照反应2h时明显出现金溶胶粒子,7h后氯金酸基本转化完毕。同时,研究了稳定剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的加入对还原过程的影响,结果表明,PVP的加入不仅稳定了溶胶,而且降低了反应速率。用SEM观察了溶胶粒子聚集体的形貌。最后以1,4-bis(4-vinylpyridyl)phenylene为探针分子研究了这种溶胶的SERS活性。     

Refractive index of ionic liquids under electric field:Methyl propyl imidazole iodide and several derivatives

Ionic liquids have received wide attention due to their novel optoelectronic structures and devices as an optical means of regulating electricity.However,the quantitative testing and analysis of refractive index of ionic liquids under electric field are rarely carried out.In the present study,an experimental apparatus including a hollow prism is designed to measure the refractive indices of ionic liquids under different electric fields.Five groups of imidazole ionic liquids are experimentally investigated and an inversion is performed to determine the refractive indices under electric fields.The error propagation analysis of the apex angle and the minimum deflection angle are conducted,and the machining accuracy requirements of the hollow prism are determined.The results show that the refractive indices of imidazole ionic liquids change with the light wavelength,following a downward convex parabola.Furthermore,the refractive index decreases with the carbon chain length of ionic liquid at a given wavelength,presenting an order of C3MImI>C4MImI>C5MImI>C3MImBr>C3MImBF4.Notably,the refractive index of imidazole ionic liquid exhibits a nonlinear change with the applied voltage at 546 nm and a monotonical decrease at 1529 nm.Besides,the variation of refractive index at 1529 nm with the applied voltage is larger than that at 546 nm and 1013 nm.Importantly,the variation of refractive index is contrary to that of absorption coefficient under electric field.This study illustrates that the theory of electrode and carrier transport can be used to explain the law of variation of n–k value of ionic liquid under the electric field,and provides the support for the evaluation of physical properties of ionic liquids,the measurement of optical functional parameters and the regulation of electric–optic performances of optical devices.     

等离激元激励表面增强拉曼光谱检测技术与仪器

本文总结了近年来基于传播型表面等离激元（Propagafingsurfaceplasmons,PSPs）参与的表面增强拉曼（Surface—enhancedRamanscattering,SERS）技术和仪器方面的研究进展．内容主要包括3部分：（1）基于PSPs激励拉曼散射的装置和技术,包括在消逝场下激发PSPs共振增强拉曼的原理与装置、与表面等离子体共振（Surfaceplasmonresonance,SPR）传感技术的联用及新型结构的长程等离激元激励拉曼技术的研究进展;（2）通过引入局域型表面等离激元（Localizedsurfaceplasmons,LSPs）进一步增强SERS,进而实现PSPs-LSPs共同增强拉曼的超灵敏检测技术,包括在消逝场激发的PSPs基础上,增加纳米粒子实现的PSPs与LSPs共同增强拉曼的原理、装置,以及用该方法进行生物体系的免疫识别检测,此外,还在微纳周期结构上实现了PSPs与LSPs共同激励拉曼;（3）基于PSPs耦合的定向SERS技术,包括在消逝场结构和周期结构上实现SERS定向耦合发射以达到高激发和高收集效率的新技术．     

热光耦合作用下的光纤传输特性

通过求解电磁波束包络方程和能量方程的耦合方程组,考虑温度对材料介电系数的影响及传输损耗产热的耦合作用,求解了复合热边界条件下光纤的基模态传输和损耗问题。研究表明:随着纤芯半径的增大,电场强度、能量耗散密度减小,传播常数增大;环境温度降低、对流换热系数增大和表面发射率升高都会使得传播常数减小,电场强度、能量耗散密度增大;能量耗散密度和电场强度随截面曲率的变化并不是线性的,还受到其他因素的共同作用。