氮掺杂发光碳纳米点的研究探索

采用微波法制备了氮掺杂碳纳米点。通过调控碳纳米点中氮元素的掺杂含量和表面的化学环境,实现了对碳纳米点发光特性的调控。在此基础上,可实现完全基于氮掺杂碳纳米点的荧光墨水、比率型荧光探针及光泵浦激光。研究目的在于探索氮掺杂碳纳米点的发光机理,揭示影响碳纳米点荧光量子效率的因素及其在生物成像、传感、防伪、信息存储、激光等领域的应用。     

压力对聚苯胺导电性的影响

 导电高聚物聚苯胺薄膜经过定向拉伸后，其有序度、电导及跃迁势垒都发生了很大变化。本文研究了准静水压力对定向拉伸前后，聚苯胺薄膜电学性质的影响。发现未定向拉伸的聚苯胺薄膜的电导随压力单调增加，跃迁势垒T₀随压力单调减少，而定向拉伸后的聚苯胺薄膜则在0.47 GPa出现电导的极大值，在0.35~0.71 GPa之间出现T₀的极小值，这个异常行为与聚乙炔、聚噻吩等导电高聚物均不相同。     

铁掺杂纳米ZnO室温脱硫剂的硫化及再生研究

为降低纳米ZnO脱硫剂的应用成本及避免对环境产生二次污染,本文对均匀沉淀法制备的铁掺杂纳米ZnO脱硫剂(FZ5.0)进行了硫化和再生循环试验研究,并利用XRD、XPS和TEM等表征手段对FZ5.0的硫化及再生前后的结构进行了分析。结果表明,脱硫剂表面存在3种脱硫产物,HS、S形成的吸附配合物和ZnS,370 ℃时可直接通入空气进行连续5次再生。经过第1次再生后纳米脱硫剂结构便趋于稳定,并在后面的循环过程中表现出较稳定的脱硫活性,但与新鲜脱硫剂相比较,其脱硫活性是新鲜脱硫剂的50%左右。再生过程中主要产物为SO₂气体,还有少量的硫酸盐生成,再生后样品的晶粒尺寸、形貌变化不大,但比表面积和孔容变化明显,这也是导致脱硫活性下降的主要原因。     

铈掺杂纳米ZnO结构与室温脱硫性能的相关性研究

Nano-ZnO desulfurizer doped with cerium was prepared by homogeneous precipitation. The bulk and surface structures were characterized by TG-DTA, XRD, XPS and TEM. The desulfurizing performance at ambient temperature was studied. The results show that at ambient temperature the desulfurizing activities of nano-Ce-ZnO desulfurizer are closely related to the particle size, the electron density on desulfurizer surface and the quantity of active sites. Compared with nano-ZnO, nano-Ce-ZnO desulfurizer calcined at 270 ℃ showed smaller particle size and higher surface electron density, which favored the adsorption and reaction of H₂S, resulting in improved desulfurizing activity at ambient temperature since the quantity of Zn^(2-δ)+ became greater by electron gain of zinc ion from cerium ion. The tendency for zinc and cerium to be separated out as individual oxide from Ce-ZnO desulfurizer would increase as the calcination temperature was raised. The enrichment of cerium on the surface of ZnO made decrease the active sites for H₂S adsorption, which led to the decrease in desulfurization activity at ambient temperature.     

掺铁氰根聚吡咯修饰电极测定抗坏血酸的研究

本文对掺铁氰根聚吡咯电极的聚合、伏安行为、电催化效应及其在抗坏血酸测定中的应用进行了研究。该膜电极性能稳定，对抗坏血酸催化效果好，抗坏血酸浓度在５×１０－６～６×１０－３ｍｏｌ／Ｌ范围内有很好的线性关系，用于测定果汁饮料中抗坏血酸获得满意结果。     

一维光子晶体材料中的光学传输特性

研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性,指出传统的高反膜只是光子晶体的一个特例,从而从光子晶体的角度对多层膜系的设计提出了一条新的思路,同时研究了材料的介电常数以及结构与高反带带宽之间的关系。最后通过在多层膜中引入掺杂（中间一层被另一种介质所代替）,得到第一能隙中掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的对应关系,由此提出一种精确测量介质介电常数的方法。     

硅硼掺杂碳点的制备及其在血红蛋白传感中的应用

杂原子掺杂是提高碳点荧光性能的有效手段.本研究以柠檬酸(C6 H8 O7)、硼酸(H3 BO3)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为原料,采用微波法一步制备硅和硼掺杂的碳点(SiBCDs);在SiBCDs前驱体中加入聚丙烯酸钠(PAAS),微波法制备了水溶性好、量子产率高的PAAS-SiBCDs.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及红外光谱(FT-IR)对制备的碳点进行了表征.SiBCDs粒径约4~8 nm,PAAS-SiBCDs平均粒径5.2 nm,两者最大激发波长和发射波长分别为350和445 nm,荧光量子产率(QY)分别为20.1%和34.6%.基于血红蛋白对PAAS-SiBCDs的荧光猝灭效应,建立了全血样品中血红蛋白(Hb)的检测方法,线性范围为0.21~5.22μmol/L,检出限为0.06μmol/L(S/N=3).     

正弦平方势与掺杂超晶格双稳态系统的全局分叉

掺杂超晶格是对同一材料交替掺入n-型和p-型杂质,形成n-i-p-i-n-i-p-i…一维阵列的周期结构。由于交替掺杂,衬底材料的导带受到周期调制形成一个个十分类似于正弦平方形式的量子阱。引入正弦平方势,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分找到了无扰动系统的解和粒子振动周期,利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值。结果表明,对于异宿轨道,当参数满足条件 ＜πsech 时,系统出现了Smale马蹄变换意义上的混沌振荡。对于振荡型周期轨道,当参数满足条件 ＜πsech 时,产生了奇阶振荡型次谐分叉。注意到系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数就可以避免或控制混沌,为光学双稳态器件的设计提供了理论分析。     

钛(Ⅳ)离子掺杂的氧化锌多壁纳米纤维结构材料的制备及光催化性能

借助棉花纤维模板、利用两步法制备了Ti⁴⁺/ZnO多壁纳米纤维结构材料,利用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等技术手段对其进行了表征;以亚甲基蓝(MB)的降解脱色为模型反应,考察了Ti⁴⁺掺杂量对ZnO多壁纳米纤维结构材料光催化性能的影响。 结果表明,利用模板辅助的两步法成功制备了Ti⁴⁺掺杂的ZnO多壁纳米纤维结构材料(Ti⁴⁺/ZnO);Ti⁴⁺的掺入影响ZnO材料的纳米结构,从而使Ti⁴⁺/ZnO的光催化性能明显高于ZnO;Ti⁴⁺/ZnO多壁纳米纤维结构材料良好的光催化性能可主要归于Ti⁴⁺/ZnO材料中活性中心-O^2--Ti⁴⁺-O^2--Zn²⁺-的形成和光生电荷e^--h⁺沿着颗粒间的有效传递。