碳纳米粒子:合成及可见光催化降解萘酚绿

以酒石酸和酪氨酸为起始反应物,乙二醇为溶剂,采用溶剂热法一步合成了高发光强度的碳纳米粒子。利用XRD、TEM、FTIR和荧光光谱对碳纳米粒子的物相、形貌和粒径、表面基团及发光性能进行了表征。结果表明,合成的碳纳米粒子为粒径分布集中的球形,粒径10~30 nm,分散性好,表面富含-COOH、-OH等官能团,具有激发波长依赖的光致发光特性。考察了反应温度、酒石酸与酪氨酸质量比对碳纳米粒子发光性能的影响。研究了碳纳米粒子/H2O2催化体系对萘酚绿的降解性能,结果表明:130 mg·L-1的萘酚绿溶液,可见光照射3.5 h降解率可以达到96%。荧光光谱法表征指明降解过程中有羟基自由基生成。     

水热-微波法合成纳米晶长余辉发光材料Y2O2S∶Eu3+，Mg，Ti

采用新型水热-微波法合成了纳米晶长余辉发光材料Y₂O₂S∶Eu³⁺,Mg,Ti。通过XRD、TEM、荧光光谱对其进行表征。X射线衍射测试表明所制备的Y₂O₂S∶Eu³⁺,Mg,Ti纳米发光材料为单相,六方晶。透射电子显微镜(TEM)测试表明所制备的Y₂O₂S∶Eu³⁺,Mg,Ti纳米发光材料粒径小,分布集中。激发和发射光谱测试表明Eu³⁺离子能有效地掺入硫氧化钇基质中,并具有良好的发光性能。余辉光谱测试表明其余辉颜色为红色,具有良好的余辉效果。     

双光子敏化Eu3+高效发光活细胞成像纳米生物探针

将Eu(tta)₃dpbt (dpbt: 2-(N,N-diethylanilin-4-yl)-4,6-bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-1,3,5-triazine; tta:thenoyltrifluoroacetonato)包埋在甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、正辛基三甲氧基硅及其水解缩合产物组成的杂化基质中, 制备了Eu(tta)₃dpbt 质量分数为40%的荧光纳米粒子, 其平均粒径为45 nm. 所制备的发光纳米粒子在水中分散稳定性高、光稳定性好、细胞毒性低、长波敏化Eu³⁺发光性能优良, 适宜作为生物分析的发光标记物. 所制备的发光纳米粒子的可见区激发峰位于415 nm, 激发峰尾部延展至475 nm, 其发光量子产率为0.31(λ_ex=415 nm, T=23 ℃), 最大双光子激发作用截面为5.0×10⁵ GM (λ_ex=830 nm, 1 GM=10^-50 cm⁴·s·photo^-1×particle^-1). 以转铁蛋白修饰上述发光纳米粒子表面制备的纳米生物探针被成功应用于活的HeLa肿瘤细胞的特异性标记和双光子激发Eu³⁺发光成像.     

新型铕配合物二氧化硅荧光纳米粒子DPPDA-Eu3+/SiO2的制备与表征

本文首先合成配位体4,7-二苯基-1,10-菲罗啉-2,9-二羧酸(DPPDA,C₂₆H₁₆N₂O₄)及铕配合物DPPDA-Eu³⁺((C₂₆H₁₆N₂O₄)₂Eu·15H₂O),然后采用反相微乳液法,通过正硅酸乙酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷的共水解、聚合作用成功制备出表面带氨基的二氧化硅包裹铕配合物DPPDA-Eu³⁺的核壳型荧光纳米颗粒DPPDA-Eu³⁺/SiO₂。利用透射电子显微镜、荧光光谱、紫外-可见光谱等手段进行表征,并进行了光稳定性、荧光泄露与氨基测定等实验,结果表明所制备的纳米粒子呈规则球状,大小均匀,粒径为80±8 nm,具有良好的单分散性和光稳定性,不易发生荧光分子从二氧化硅壳层中泄露,纳米粒子表面带有氨基,可不需要进行表面修饰而直接与生物分子反应。该纳米粒子可望作为一种新型的稀土荧光探针应用于时间分辨荧光免疫分析、生物芯片及生物传感器等。     

5-氨基间苯二甲酸敏化LaF3：Tb发光纳米粒子的合成及其细胞成像

以稀土硝酸盐、NH₄F、5-氨基间苯二甲酸（AIPA）和柠檬酸为反应原料,水热法一锅合成了水溶性良好的AIPA敏化LaF₃：Tb（AIPA-LaF₃：Tb）纳米粒子。采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱等对粒子进行了表征。结果表明,合成粒子为六方晶系的LaF₃晶体,粒径为8nm左右,粒子表面包覆了AIPA。测试了合成粒子的发光性能,其最大激发和发射波长分别为348和547nm,粒子中存在着AIPA向Tb³⁺的能量传递。和LaF₃：Ce,Tb粒子相比,AIPA-LaF₃：Tb粒子的激发波长红移了94nm,发光强度增大。在合成的基础上,对AIPA-LaF₃：Tb粒子进行了氨基化修饰,然后将氨基化粒子和兔抗人CEA抗体偶联,最后用偶联了抗体的AIPA-LaF₃：Tb粒子对HeLa细胞进行免疫标记与成像。     

具有磁性-多色发光-热性能的MWCNTs负载NaGdF4:Tb3+,Eu3+多功能复合纳米材料

采用液相法成功制备了MWCNTs负载NaGdF₄:Tb³⁺,Eu³⁺纳米粒子的磁光热多功能复合纳米材料,并用XRD,SEM和EDS对其结构、组成和形貌进行了表征,结果表明:NaGdF₄:Tb³⁺,Eu³⁺纳米粒子为六方晶相,形貌为球形且尺寸分布均匀,直径大约为25 nm,并且均匀的包覆在MWCNTs的表面;通过PL,VSM和HTC对复合纳米材料的发光性能,磁性能和光热转换性能进行了表征,采用MTT法对多功能复合纳米材料的生物相容性进行了评估,结果表明:MWCNTs-NaGdF₄:Tb³⁺,Eu³⁺复合纳米材料具有良好的多色发光性能、磁性能、光热转换性能、低的毒性和良好的生物相容性。该种磁光热多功能复合纳米材料在生物标记、生物成像、肿瘤诊疗等领域有着广泛的应用前景。     

Fe3O4/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合材料的制备与表征

以共沉淀法制备出Fe₃O₄纳米粒子,通过聚乙烯亚胺(PEI)修饰Fe₃O₄纳米粒子,再原位复合上Au纳米粒子,制得Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒微球。再将Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒与巯基乙酸修饰的量子点CdSe/CdS连接,成功制备了Fe₃O₄/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合微球。经过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光分光光度计、荧光显微镜、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)的表征。结果表明:多功能复合微球的粒径在40 nm左右,具有超顺磁性,剩磁,矫顽力近似等于零,饱和磁化强度为28.83 A·m²·kg^-1,同时兼有优越的荧光性能和金纳米粒子的特性。     

新型磁性荧光Fe3O4-CdSe纳米复合材料的制备

以1-十八烯作为高沸点溶剂, 在磁性粒子表面沉积量子点获得新型的磁性荧光Fe₃O₄-CdSe 纳米异质结构. 首先以乙酰丙酮铁(Fe(acac)₃)为前驱体, 二苯醚为溶剂, 油酸为表面活性剂和油胺(OAm)为表面活性剂兼还原剂, 通过溶剂热法制备单分散性的Fe₃O₄ 纳米粒子. 然后以1-十八烯为高沸点溶剂, CdO 为镉源,TOP-Se为硒源, 十六胺为表面活性剂以及硬脂酸为生长促进剂和成核剂制备得到新型的Fe₃O₄-CdSe纳米异质结构. 通过透射电镜(TEM), 傅里叶变换红外(FTIR)光谱, X射线衍射(XRD)谱, X射线光电子能谱(XPS)分析仪, 振动样品磁强计(VSM), 紫外-可见(UV-Vis)光谱和光致发光(PL)等手段对Fe₃O₄-CdSe 纳米复合材料的结构和性能进行表征. 结果表明, CdSe纳米粒子成功地吸附在Fe₃O₄纳米粒子表面, 并沿着c轴生长, 形成了宽3.6 nm, 长分别为14.5 和32.5 nm的新型枣核状和钉子状的异质结构体. 这种新型的Fe₃O₄-CdSe纳米复合材料是由磁铁矿Fe₃O₄和六方形的CdSe棒状结构组成, 具有较好的荧光性能和超顺磁性. 随着CdSe棒长度的增加, 荧光吸收峰向长波方向移动. Fe₃O₄纳米粒子, 枣核状和钉子状的Fe₃O₄-CdSe纳米复合材料的饱和磁化强度分别是57.80, 40.76和31.10 emu·g^-1.     

溶剂热法制备ATO纳米球及其性能研究

以五水四氯化锡和三氯化锑为主要原料,以乙二醇为溶剂,采用溶剂热法合成了锑掺杂氧化锡(ATO)纳米球。用X射线衍射仪和透射电子显微镜对合成的ATO纳米球进行结构表征,用紫外可见分光光度计和低阻抗表面阻抗仪研究其光电性能。结果表明：所合成的ATO均为四方晶型结构,由粒径为5~10 nm的ATO纳米晶聚集成直径为80~120 nm的纳米球,且分散性良好。Sb³⁺掺杂量对ATO纳米球的光、电性能有很大影响,随着Sb³⁺掺杂量的增加其可见光透过率和电导率都呈现先增大后减小的变化关系。在n_Sb/n_Sn比为9∶100时其光电性能达到最佳。     

纳米SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+长余辉发光材料的制备与性能

采用水热-均匀共沉淀法制备了纳米SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料。通过XRD、TEM、荧光光谱、热释光谱对其结构和性能进行分析。XRD结果表明所制备的SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺纳米发光材料为单相,属单斜晶系。TEM测试表明纳米SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺发光材料为规则的球状粒子,粒径为50~80 nm,且分散性良好。激发和发射光谱测试表明,样品的激发光谱是峰值在356 nm的连续宽带谱,发射光谱是峰值位于512 nm的宽带谱,与SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺粗晶材料相比,激发和发射光谱都出现了“蓝移”现象。样品的热释光峰值位于358 K,适合于产生长余辉。     

基于Ni12P5纳米粒子的电化学传感器用于灵敏测定葡萄糖

通过改进的热溶剂胶体合成法制备了单分散的Ni₁₂P₅纳米粒子,并利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线能谱对Ni₁₂P₅纳米粒子的晶体结构、化学组成和形貌等进行了表征。基于单分散Ni₁₂P₅纳米粒子研制出的非酶葡萄糖传感器具有出色的性能,其快速响应时间小于3 s,检测范围广（0.002~4.2 mmol·L^-1）,灵敏度高达1 572 mA·L·mol^-1·cm^-2,检测限低至0.8 μmol·L^-1。此外,该传感器在用于人体血液中葡萄糖的实际检测中取得了满意的效果。     

Fe3O4/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合材料的制备与表征

以共沉淀法制备出Fe₃O₄纳米粒子,通过聚乙烯亚胺(PEI)修饰Fe₃O₄纳米粒子,再原位复合上Au纳米粒子,制得Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒微球。再将Fe₃O₄/PEI/Au纳米颗粒与巯基乙酸修饰的量子点CdSe/CdS连接,成功制备了Fe₃O₄/PEI/Au@CdSe/CdS多功能复合微球。经过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光分光光度计、荧光显微镜、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)的表征。结果表明:多功能复合微球的粒径在40nm左右,具有超顺磁性,剩磁,矫顽力近似等于零,饱和磁化强度为28.83A·m₂·kg^-1,同时兼有优越的荧光性能和金纳米粒子的特性。     

高振实密度圆饼状LiFePO4/C的制备及电化学性能

以乙二醇为溶剂,采用溶剂热法一步合成圆饼状LiFePO₄,然后以葡萄糖为碳源与合成的LiFePO₄前躯体高温烧结得到碳包覆的LiFePO₄/C复合材料,其振实密度高达1.3 g·cm^-3。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对LiFePO₄/C复合材料进行了物相和形貌表征,研究结果表明制备得到的LiFePO₄呈圆饼状,且生成的圆饼是由单晶LiFePO₄纳米片堆积而成。此外,LiFePO₄颗粒表面碳层包覆均匀。将制备的LiFePO₄/C用作锂离子电池正极材料,电化学性能测试表明其具有高的充放电比容量(在0.1C时放电,其初始放电比容量为157.7 mAh·g^-1)与良好的循环性能(500次循环后容量保持率为82.4%)。     

荧光纳米材料YPO4∶Sm3+@YPO4@聚乙二醇的构筑及其荧光性能

为了改善稀土磷酸盐的疏水性和荧光性能,利用水热和微波的方法构筑了双层荧光纳米材料YPO₄∶Sm³⁺@YPO₄@PEG (PEG为聚乙二醇)。首先通过调控YPO₄∶Sm³⁺与YPO₄的物质的量之比制备不同壳厚的核壳结构纳米发光材料YPO₄∶Sm³⁺@YPO₄,优选能够增强主体荧光性能的最佳物质的量之比。然后选用PEG进行包覆,得到YPO₄∶Sm³⁺@YPO₄@PEG。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和荧光光谱对产物的结构、形貌和荧光性能进行了表征。结果表明：包覆前后的纳米荧光粉都具有单一的四方晶系(YPO₄)结构,呈纳米球型,半径60~100 nm,包覆层的厚度10~20 nm。双层核壳结构的YPO₄∶Sm³⁺@YPO₄@PEG的荧光强度比纳米荧光粉YPO₄∶Sm³⁺增强了6倍多。可见该双层荧光纳米材料不仅具有亲水性和生物相容性,也增强了YPO₄∶Sm³⁺的荧光强度。     

EuPO4∶Zn@MCM-41的制备和发光性质

通过微波辅助水热法合成MCM-41介孔材料,经溶胶凝胶组装过程将EuPO₄∶Zn分散到MCM-41表面上和孔道中,制备成以MCM-41为基质的复合发光材料EuPO₄∶Zn@MCM-41粉末。通过XRD、FTIR、氮吸附、SEM、HRTEM、EDS对该材料进行了表征,用单因素法探究了原料配比(Eu(NO₃)₃、Zn(NO₃)₂的加入量和反应条件(煅烧的温度、时间)对EuPO₄∶Zn@MCM-41在593 nm处发光强度的影响,并研究其影响机理。荧光分析发现,EuPO₄∶Zn基本不发射荧光,而EuPO₄∶Zn@MCM-41材料具有蓝光段和红光段的荧光发射,主要发光带以468和593 nm为中心。593 nm处的发射归因于Eu³⁺的4f组内⁵D₀→⁷F₁跃迁,即Eu³⁺中心离子所在晶格格位对称性决定的磁偶极跃迁。研究表明以MCM-41为载体,能够大大降低颗粒的团聚程度,并使EuPO₄:Zn颗粒具有更小的粒径;同时EuPO₄∶Zn@MCM-41中Eu³⁺发光中心具有更大的裂分,MCM-41的纳米孔道使Eu³⁺的发光中心分离,降低了Eu³⁺之间电子云之间的重叠,大大减小了荧光的猝灭,因此MCM-41能有效降低Eu³⁺复合物荧光猝灭。     

SiO2@AgCl:Ag纳米复合材料:一种可见光催化降解罗丹明B的高效等离子体光催化剂

采用多元醇沉淀以及光化学还原法制备了SiO₂担载AgCl:Ag等离子体纳米粒子。通过表征发现SiO₂@AgCl:Ag粒子呈立方-四足角状。同时,由于表面Ag簇的等离子共振效应,该催化剂在可见光区有很强的光吸收,可用于在高效降解稳定的有机染料,例如,罗丹明B。合成的SiO₂@AgCl:Ag复合催化剂可在2 min内将罗丹明B分子完全降解。自由基捕获实验进一步探究发现O₂·^-和·OH是参与降解反应的主要氧化活性物种。以上SiO₂@AgCl:Ag的这些特性使其在水净化和环境治理方面有着潜在的应用。     

用于高效去除水中孔雀石绿的三层结构磁性复合材料Fe3O4@聚丙烯酸@ZiF-8的制备

设计并合成了一种以磁性纳米粒子为核，聚合物为中间层，金属有机骨架材料为外层的三层结构磁性复合材料(Fe₃O₄@PAA@ZIF 8)。首先利用溶剂热法制备Fe₃O₄纳米粒子，然后通过蒸馏沉淀聚合法在Fe₃O₄纳米粒子表面包覆聚丙烯酸(PAA)层，最后通过原位沉积法在PAA外部包覆ZIF 8。在对Fe₃O₄@PAA@ZIF 8的组成和结构进行表征的基础上，深入研究其对孔雀石绿(MG)的吸附性能。透射电子显微镜(TEM)显示 Fe₃O₄@PAA@ZIF 8 具有明显的三层结构，Fe₃O₄的平均粒径为 117nm，PAA 层厚度约为 17 nm，ZIF 8层的厚度约为 14 nm。Fe₃O₄@PAA@ZIF 8对 MG 的吸附量随着 pH 的升高而增大，吸附过程符合准二阶动力学模型和 Langmuir等温吸附模型。此外，Fe₃O₄@PAA@ZIF 8还表现出良好的重复利用性能，8次循环利用后对MG(500 mg·L^-1)的最大吸附量仍可达982 mg·g^-1。     

不同形貌Fe3O4纳米粒子的氧化沉淀法制备与表征

用一种方法成功合成出了球体、四方体、八面体、不规则多面体、三角形和不规则颗粒等六种具有不同形貌的Fe₃O₄纳米粒子，通过扫描电子显微镜(SEM)表征了粒子形貌。试样经过X-射线衍射(XRD)表征具有尖晶石结构，且结晶良好。经震动样品磁强计(VSM)测定，各种形貌的Fe₃O₄纳米粒子都具有良好的磁性，其中八面体形貌的Fe₃O₄纳米粒子的饱和磁化强度达到86.56 emu·g^-1，剩磁为10.64 emu·g^-1，矫顽力为138 Oe。讨论了不同形貌的Fe₃O₄纳米粒子的形成机制，得出了晶核的生长环境对纳米粒子的形貌有重要影响的结论。     

Gd2O3:Yb3+,Nd3+,Tm3+/SiO2/Ag纳米复合材料的合成及上转换发光性质

通过多步骤的化学法合成了Gd₂O₃：Yb³⁺,Nd³⁺,Tm³⁺/SiO₂/Ag纳米复合材料。利用XRD,TEM,EDS,XPS,CLSM等方法对样品进行表征。实验结果表明,具有低声子能、稳定的化学性质的Gd₂O₃作为上转换发光的基质,当掺杂的敏化剂Nd³⁺离子浓度为1.0%（n/n）,激活剂离子Tm³⁺浓度为0.5%（n/n）时,上转换发光强度达到最大值。此外,表面吸附的Ag纳米颗粒,由于表面等离激元共振耦合作用,使得上转换发光蓝光波段的强度增强1.70倍。     

软模板法六边形纳米Pd粒子的超声制备与表征

在微量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)存在下,超声还原PdCl₂水溶液,没有气氛保护且不加还原剂制得了纳米Pd粒子,用XRD、TEM、选区电子衍射(SAED)、UV、HRTEM和低温氮吸附-脱附等进行了表征。结果表明,纳米Pd晶粒的粒径分布集中,约为8 nm,呈六边形,(111)晶面的晶面间距为0.22 nm,晶格条纹清晰均匀。研究了纳米粒子的生长过程,揭示了NR₄X-Pd²⁺配合物的生成,分析了可能的超声反应机理。利用CTAB模板控制得到的纳米粒子比未添加CTAB样品的比表面积增大了10 m²·g^-1,有利于催化性能的提高。