钛酸盐纳米管-聚苯胺-金纳米颗粒复合材料的制备及其生物电化学性能

采用水热法制备出钛酸盐纳米管(TNTs),然后使用氧化聚合法将苯胺聚合到TNTs表面生成聚苯胺(PANI),最终将金纳米粒子还原到PANI表面制备出三元复合纳米材料(TNTs-PANI-GNPs).其中PANI作为交联剂链接起TNTs和GNPs形成稳定和结合紧密的三元复合纳米材料,不同的光谱和显微图像技术证实了三元复合纳米材料的成功合成.我们将辣根过氧化物酶(HRP)与三元复合纳米材料充分混合均匀后涂抹于玻碳电极表面,伏安实验结果证明HRP已实现在TNTs-PANI和TNTs-PANI-GNPs修饰电极上的直接电子转移,而且后者相较于前者对过氧化氢的催化还原电流增强了大约74.9%.TNTs-PANI-GNPs复合纳米材料修饰的生物传感器的优越电化学性能主要归因于复合材料中TNTs、PANI和GNPs三者之间的协同作用,将优点最大化,将缺点最小化.     

多壁碳纳米管-钛酸盐纳米管复合纳米材料的制备及其生物电化学性能

以TiO2纳米颗粒为前体,采用碱性水热法制备出钛酸盐纳米管(TNTs)与多壁碳纳米管(MWCNTs)的复合纳米材料(MWCNT-TNT);借助透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪分析了纳米材料的结构、组成和形貌.将辣根过氧化酶,室温离子液体,Nafion和复合纳米材料共同修饰在电极表面组成酶电极,利用循环伏安法研究了该酶电极的电化学性能.结果表明,TiO2纳米颗粒完全转化为钛酸盐纳米管并且很好的与MWCNTs结合在一起;复合材料修饰酶电极的循环伏安行为明显优于TNTs修饰酶电极,表明引入MWCNTs可改善钛酸盐纳米材料的导电性以及电化学性能.     

ZnO/TiO2纳米管复合材料的制备及光电化学性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管,然后用光化学沉积法在TiO2纳米管表面沉积ZnO纳米颗粒制备ZnO/TiO2纳米复合材料。对样品进行了Raman谱、XRD和SEM表征,通过测定光电流-时间(I-t)和开路电压-时间(OCPT)曲线对ZnO/TiO2纳米复合材料的光电化学性能进行研究。结果表明,沉积ZnO没有改变TiO2的相结构;复合ZnO提高了TiO2的光电性能;在Zn(NO3)2浓度为10-3 mol.L-1的条件下制得的ZnO/TiO2纳米复合材料具有较好的光电性能。     

CdS/TiO_2纳米管可见光催化剂的制备、表征及光催化活性

以纳米颗粒TiO2(P25)为原料,采用水热合成法制备了具有锐钛矿晶型的TiO2纳米管(TNTs),考察了水热反应温度和焙烧温度对TNTs形貌和结构的影响.以具有双官能团结构的有机分子2-巯基丙酸为偶联剂,采用原位合成和在线组装的方法将CdS量子点(QDs)负载于TNTs上,制得了CdS/TNTs可见光催化剂,研究了2-巯基丙酸浓度对CdS负载量和CdS/TNTs光催化活性的影响.结果表明,在水热温度为150oC,焙烧温度为400oC的条件下,可制得管径为8～10nm,管壁为2～3nm,管长为数百纳米的锐钛矿型TNTs.经CdSQDs修饰后,TNTs的吸收阈值拓展至580nm,在模拟可见光照射下,CdS/TNTs表现出优异的光催化降解罗丹明B性能.     

纳米金-钛酸纳米管复合材料的合成与表征

以氯金酸和钛酸钠米管(NTA)为原料,柠檬酸三钠为稳定剂,硼氢化钠为还原剂,于室温条件下合成了一种金纳米颗粒-钛酸纳米管(GNPs-NTA)复合纳米材料;利用红外光谱仪、透射电镜、X射线粉末衍射仪等分析了产物的化学键合特征、微结构及相组成,并考察了产物对辣根过氧化酶(HRP)结构和生理活性的影响.结果表明,合成的纳米金颗粒粒径(平均5.3nm)分布窄,且均匀分布于钛酸纳米管表面.此外,HRP与GNPs-NTA复合纳米材料充分振荡混合后仍能保持其二级结构不变,有利于保持其生理活性.     

N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板, 采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列. 扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明: 两种阵列的纳米管均为六角形结构, 直径约为100 nm, 壁厚约为20 nm; 在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中, 掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面, 仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置; 表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化, 增强了纳米管阵列的光吸收效率, 促进了光生载流子的分离. 光催化实验结果表明, N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.     

N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板, 采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列. 扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明: 两种阵列的纳米管均为六角形结构, 直径约为100 nm, 壁厚约为20 nm; 在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中, 掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面, 仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置; 表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化, 增强了纳米管阵列的光吸收效率, 促进了光生载流子的分离. 光催化实验结果表明, N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.     

N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板, 采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列. 扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明: 两种阵列的纳米管均为六角形结构, 直径约为100 nm, 壁厚约为20 nm; 在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中, 掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面, 仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置; 表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化, 增强了纳米管阵列的光吸收效率, 促进了光生载流子的分离. 光催化实验结果表明, N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.     

N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板, 采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列. 扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明: 两种阵列的纳米管均为六角形结构, 直径约为100 nm, 壁厚约为20 nm; 在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中, 掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面, 仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置; 表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化, 增强了纳米管阵列的光吸收效率, 促进了光生载流子的分离. 光催化实验结果表明, N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.     

N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板, 采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列. 扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明: 两种阵列的纳米管均为六角形结构, 直径约为100 nm, 壁厚约为20 nm; 在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中, 掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面, 仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置; 表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化, 增强了纳米管阵列的光吸收效率, 促进了光生载流子的分离. 光催化实验结果表明, N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.     

多功能NiFeAu纳米粒子的合成与表征

采用一罐纳米乳液法,以聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEO-PPO-PEO)三嵌段共聚物为表面活性剂,通过还原前驱体乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铁(Ⅱ)和醋酸金,成功制备了NiFeAu纳米粒子.采用透射电镜和X射线衍射仪分析了NiFeAu纳米粒子的形貌和结构;采用傅立叶变换红外光谱仪分析了三嵌段共聚物在NiFeAu纳米颗粒表面的覆盖情况;采用紫外-可见吸收光谱仪和振动样品磁强计测试了纳米粒子的光学和磁学特性.结果表明,三嵌段共聚物成功地结合于NiFeAu纳米颗粒表面;所制备的纳米粒子粒径分布较窄、结晶性能良好,并兼具光学和磁学特性.     

纳米金/碳催化剂的合成及其在多巴胺电化学检测中的应用(英文)

建立了一种合成碳负载型金纳米颗粒(AuC)的新方法.将酵母菌、葡萄糖及HAuCl4溶液混合后置于恒温摇床中,在310K下振荡数天得到酵母菌吸附的金前体盐(AuY);将AuY在氮气气氛中1 273K下煅烧得到AuC.采用扫描电镜和透射电镜观察了AuC的形貌;将AuC修饰在玻碳电极上并用于多巴胺的电化学检测.结果表明,AuY培养3d后,其酵母菌颗粒粒径分布不均匀,这主要是由于大量葡萄糖的吸附和包裹以及酵母孢子的存在所致;而AuY培养6d后得到的金颗粒粒径分布均匀,粒径约为10nm.此外,AuC在多巴胺电化学检测中具有非常好的响应,且检出限较低,其电化学过程为混合动力学控制过程.     

硒/氧化石墨烯/二氧化钛复合薄膜的制备及光电转换性质

将氧化石墨烯(GO)掺入钛酸溶胶中,以导电玻璃(ITO)为基底,经浸渍-涂覆-煅烧得到GO/TiO2复合薄膜;采用电沉积技术在GO/TiO2薄膜表面沉积Se纳米微粒,得到Se/GO/TiO2复合薄膜;利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了复合薄膜的形貌和晶体结构,采用紫外可见光谱仪测定了其光谱学性质,利用光电转换实验测定了其光电转换性质.结果表明,所制备的Se/GO/TiO2复合薄膜各组分分布均匀,具有锐钛矿相结构的TiO2颗粒粒径为20nm,与TiO2结合的GO具有分散片层结构,薄膜中的Se颗粒粒径为60～80nm.与此同时,在Se和GO的共同作用下,Se/GO/TiO2复合薄膜对可见光有很好的光电转换效应.     

链霉亲和素-异硫氰酸荧光素偶联核壳型Fe_3O_4/Au纳米晶的合成及性质

采用改进的Polyol合成法,以PEO-PPO-PEO为表面活性剂制备了链霉亲和素-异硫氰酸荧光素偶联的Fe3O4/Au纳米粒子;利用透射电镜和X射线衍射仪分析证实了Fe3O4/Au的核壳型纳米结构,确定了其粒径和分布;采用紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪测定了所制备的纳米粒子的光学活性和荧光特性,并采用振动样品磁强计(VSM)测量了其磁化率.结果表明,所制备的Fe3O4/Au纳米粒子具有光学活性和荧光特性,以及优异的磁性.     

偏锡酸锌纳米微粒的水热法制备及其对甲基橙降解的光催化性能

以醋酸锌和氯化锡为原料,以聚甲基丙烯酸钠(PMA)为表面活性剂,利用水热法合成了偏锡酸锌(ZnSnO3)纳米微粒;采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、扫描电镜等分析了ZnSnO3纳米微粒的晶相、表面组成、形貌;并测定了ZnSnO3纳米微粒对甲基橙溶液的光催化降解性能.结果表明,所得ZnSnO3纳米微粒粒径约为20nm,表面存在羧基;其对pH=2的甲基橙溶液的光催化降解效果较好,甲基橙的初始浓度越低,降解效果越明显;随着催化剂用量的增加,降解效率逐渐增大.此外,循环催化试验结果表明ZnSnO3纳米微粒具有较好的催化稳定性.     

乳液聚合法制备纳米金/聚苯乙烯复合粒子

以氯金酸为前驱体,十二烷基硫醇和硼氢化钠分别作为稳定剂和还原剂,采用相转移法制备了单分散的金纳米粒子.将金纳米粒子通过乳液聚合的方法制备了纳米金/聚苯乙烯复合粒子.通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)研究了纳米金和纳米金/聚苯乙烯复合粒子的光吸收特性,使用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)对产物的组成、晶体结构、形貌、以及粒径进行了表征.结果表明,复合粒子为粒径分布较窄的球形,其中的金纳米粒子为面心立方结构.热失重分析(TGA)说明制备的纳米金/聚苯乙烯复合粒子具有很好的热稳定性.     

负载型混晶纳米TiO_2/硅藻土复合材料的制备及其光催化性能

选用市售硅藻土作为载体,采用液相沉积法制备了负载型混晶纳米TiO2/硅藻土复合材料;采用扫描电镜、X射线衍射仪及红外光谱仪分析了复合材料的表面形貌和晶体结构;基于甲醛光催化降解实验考察了不同组成的负载型TiO2/硅藻土复合材料的光催化性能.结果表明,TiO2负载量为33.3%(TiO2与硅藻土的质量比为1∶2)的复合材料对甲醛光催化降解具有最佳催化活性.     

钯纳米粒子在电极表面的制备及其对氧的催化还原

纳米微粒的体积效应使其成为表面纳米工程及功能化纳米结构材料制备的理想研究对象 [1～ 3] .纳米粒子具有独特的电子、催化及光学特性[4 ] ,近年来关于纳米粒子的制备及其在材料科学领域中的应用受到研究者的极大关注 .而贵金属纳米粒子由于其在催化领域中的广泛应用而成为最重要的研究对象之一[5,6 ] .电催化氧还原是一直为化学家瞩目的研究领域[7～ 9] .研究主要目的之一是寻找合适的氧电极反应催化剂 ,并使之能够应用于燃料电池中 .其中催化氧电极材料研究得最多的是贵金属 Pt[10 ,11] .贵金属 Pd对氧催化还原的研究工作很少 .我们首次…     

Enhanced photovoltaic characterization and charge transport of TIO2 nanoparticles/nanotubes composite photoanode based on indigo carmine dye-sensitized solar cells

Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have established themselves as an alternative to conventional solar cells owing to their remarkably high power conversion efficiency, longtime stability and low-cost production. DSSCs composed of a dyed oxide semiconductor photoanode, a redox electrolyte and a counter electrode. In these devices, conversion efficiency is achieved by ultra-fast injection of an electron from a photo excited dye into the conduction band of metal oxide followed by subsequent dye regeneration and holes transportation to the counter electrode. The energy conversion efficiency of DSSC is to be dependent on the morphology and structure of the dye adsorbed metal oxide photoanode. Worldwide considerable efforts of DSSCs have been invested in morphology control of photoanode film, synthesis of stable optical sensitizers and improved ionic conductivity electrolytes. In the present investigation, a new composite nano structured photoanodes were prepared using TiO₂ nano tubes (TNTs) with TiO₂ nano particles (TNPs). TNPs were synthesized by sol–gel method and TNTs were prepared through an alkali hydrothermal transformation. Working photoanodes were prepared using five pastes of TNTs concentrations of 0, 10, 50, 90, and 100 % with TNPs. The DSSCs were fabricated using Indigo carmine dye as photo sensitizer and PMII (1-propyl-3-methylimmidazolium iodide) ionic liquid as electrolyte. The counter electrode was prepared using Copper sulfide. The structure and morphology of TNPs and TNTs were characterized by X-ray diffraction and electron microscopes (TEM and SEM). The photocurrent efficiency is measured using a solar simulator (100 mW/cm²). The prepared composite TNTs/TNPs photoanode could significantly improve the efficiency of dye-sensitized solar cells owing to its synergic effects, i.e. effective dye adsorption mainly originated from TiO₂ nanoparticles and rapid electron transport in one-dimensional TiO₂ nanotubes. The results of the present investigation suggested that the DSSC based on 10 % TNTs/TNPs showed better photovoltaic performance than cell made pure TiO₂ nanoparticles. The highest energy-conversion efficiency of 2.80 % is achieved by composite TNTs (10 %)/TNPs film, which is 68 % higher than that pure TNPs film and far larger than that formed by bare TNTs film (94 %). The charge transport and charge recombination behaviors of DSSCs were investigated by electrochemical impedance spectra and the results showed that composite TNTs/TNPs film-based cell possessed the lowest transfer resistances and the longest electron lifetime. Hence, it could be concluded that the composite TNTs/TNPs photoanodes facilitate the charge transport and enhancing the efficiencies of DSSCs.     

核/壳型CdTe@SiO2荧光纳米复合粒子的制备与表征

利用反相微乳法, 以巯基乙酸修饰的水溶性CdTe量子点为核, 包覆SiO₂, 制备得到核壳型CdTe@SiO₂荧光纳米复合粒子. 用紫外-可见(UV-vis)分光光度计, 荧光(PL)分光光度计, 红外(FT-IR)光谱仪, 透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段, 对得到的荧光纳米复合粒子的性能进行表征, 结果表明: 得到的CdTe@SiO₂纳米复合粒子是核壳型结构, 由SiO₂壳层包覆多个量子点, 其大小均匀, 水溶性好, 有效地提高了量子点的稳定性, 大大增强了其抗光漂白性能, 为该材料的进一步生物应用打下了良好的基础.