ZnO纳米片自组装空心微球的无模板水热法制备与发光性质

报道了一种简单的制备ZnO纳米片自组装成空心微球的无模板水热法. 即通过醋酸锌与水和乙二醇混合溶剂(V_水/V_乙二醇 = 1/20)在100℃水热反应12 h合成了ZnO空心微球. 利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线衍射仪和红外光谱对产物进行了表征和分析. 结果表明, 所制备ZnO空心微球的直径为2~5 μm, 它是由直径为10~20 nm纤锌矿结构的ZnO纳米片自组装而成. 研究了水与乙二醇的体积比及反应时间对产物形貌的影响, 结果表明乙二醇在ZnO纳米片的形成与自组装过程中起着关键作用, 并提出了可能的生长机理. 在波长为300 nm光的激发下, 发现ZnO空心微球具有发光峰位于397 nm强的紫外光发光和486 nm弱的蓝绿光发光, 这两种发光分别起源于ZnO宽带隙的激子发射和氧空位与间隙氧之间的跃迁.     

掺钕三硼酸铋晶体(Nd:BiB3O6)的光谱性质

采用顶部籽晶法, 生长了掺钕的新型非线性光学晶体Nd:BiB₃O₆ , 测量了该晶体的折射率, 并拟合了晶体的折射率色散参数. 同时还测量了晶体的室温吸收谱, 并与0.2 mol/L的 NdCl₃溶液的室温吸收谱进行了分析比较. 根据Judd-Ofelt理论, 拟合出晶体场唯象强度参数: Ω ₂ = 0.1776 ´ 10^-20 , Ω ₄ = 0.1282 ´ 10^-20, Ω ₆ = 0.1357 ´ 10^-20cm². 计算了各能级的辐射跃迁几率A_J,J', 荧光辐射寿命τ , 荧光分支比β_J', 振子强度f_J,J'等. 根据这些光学参量, 讨论了该晶体的部分性能和应用前景.     

Pt、N共掺杂TiO2在可见光下对三氯乙酸的催化降解作用

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO₂(N-TiO₂), 并用光分解沉积法在N-TiO₂表面负载微量金属Pt(0.5％(w)), 形成铂-氮共掺杂纳米TiO₂(Pt/N-TiO₂). 实验结果表明, Pt 、N共掺杂纳米TiO₂紫外可见光吸收边带较纳米TiO₂红移约20 nm, 并在400～500 nm处有弱的吸收. Pt/N-TiO₂电极在可见光区的光电流约为纳米TiO₂电极的6倍. 以Pt/N-TiO₂为催化剂, 催化三氯乙酸(TCA)光降解反应, 室温下经可见光照射2 h后TCA降解率约为8％. N掺杂减小了TiO₂的禁带能隙, 使它在可见光区具有光催化活性, 适量Pt掺杂抑制了光生载流子的复合, 加速了电子界面传递速度, Pt、N共掺杂使两种效应相结合, 进一步提高了光催化反应性能.     

酞菁氧钒分子及纳米簇在高定向石墨表面的自组装

报导了酞菁氧钒(VOPc)分子及其纳米簇在高定向石墨(HOPG)表面的自组装. 在室温下, 将HOPG浸入含有VOPc纳米簇(2-20 nm)和VOPc分子(约为10-3 g·L-1)的1,2-二氯乙烷胶体溶液中, VOPc分子在HOPG表面自组装形成单分子层(SAM), VOPc纳米簇在上述SAM表面进行尺寸选择性自组装. 组装于VOPc单分子层表面的纳米簇的粒径为(4.60±0.47) nm. 扫描隧道显微镜研究表明, 随着酞菁氧钒胶体溶液浓度由2.5×10^-2 g·L^-1增至2.5×10^-1 g·L^-1, 组装于SAM表面的VOPc纳米粒子的数量逐渐增多, 最终形成稠密的单层粒子组装体. 本文提供的自组装结构及方法在发展光电功能体系等方面具有潜在应用价值.     

单分散钛酸锶纳米晶体的形成机理

采用水热法,利用乙醇和水的混合溶剂合成了单分散钛酸锶纳米晶体.X射线衍射(XRD)结果显示该晶体为立方相,延长反应时间其结晶性增强.扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)结果显示样品为70 nm左右的均匀立方块晶体.利用SEM、TEM、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电子衍射(ED)谱研究了该纳米晶体的生长过程,结果表明：前驱体经过扩散反应生成钛酸锶晶核,晶核之间由于定向生长作用而团聚连接形成颗粒球,最后颗粒球在缓慢的奥斯特瓦尔德熟化作用下转化为钛酸锶晶体.这一“扩散反应定向生长奥斯特瓦尔德熟化”的生长过程揭示了钛酸锶纳米晶体的生长机理.利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程模拟证实了其初始阶段的扩散反应机理,并得出反应活化能为15.79 kJ·mol^-1.     

湿化学法制备的KTiOPO4@SiO2玻璃陶瓷纳米结构和透明性

用湿化学法合成了25KTiOPO₄-75SiO₂透明纳米玻璃陶瓷。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和二次谐波发生对玻璃陶瓷物相及纳米结构进行了分析。透明凝胶块经过热处理后,从SiO₂基玻璃中析出了粒径为~30 nm的KTiOPO₄纳米晶体,形成了透明KTiOPO₄@SiO₂纳米玻璃陶瓷;凝胶粒子的烧结致密化消除了大量不规则介孔,但形成了少量30 nm的球状孔;这种相对致密的玻璃陶瓷在可见光波段的光学透射率为64%左右。根据纳米结构数据,利用瑞利散射模型分析了纳米结构对玻璃陶瓷透明性的影响,结果表明,KTiOPO₄晶体与SiO₂玻璃相折射率之差是降低致密纳米玻璃陶瓷透明性的主要因素。     

巴比妥酸与蜜胺衍生物自组装过程中的π-π相互作用

利用电化学、表面光电压、荧光光谱、FTIR和X射线衍射, 研究了5-(-4-十二烷氧基苯乙烯基)-(1H,3H)-2,4,6-嘧啶三酮(PB₁₂)与4-氨基-2,6-二-十二烷基胺基-1,3,5-三嗪(M₁₂)之间的自组装过程. 结果发现, 在室温等摩尔PB₁₂与M₁₂在氯仿中混合后不仅通过三重互补氢键形成氢键超分子, 而且氢键超分子之间通过 π-π 相互作用进行进一步组装. 在氢键超分子之间的组装过程中, π-π相互作用是通过M₁₂的HOMO与PB₁₂的LUMO之间的HOMO-LUMO非定域化作用实现的. 氢键超分子之间PB₁₂与M₁₂交替排列, 形成层间距为0.41 nm的纳米管.     

NiO纳米片和多孔纳米片自组装的空心微球的无模板水热法制备与磁学性质

报道一种非常简单的制备NiO和Ni(OH)₂空心微球的无模板水热法, 即通过NiCl₂与氨水在140 ℃水热反应12 h, 制备了Ni(OH)₂纳米片自组装的空心微球, 经400 ℃热处理2 h得到了NiO空心微球. 采用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜对产物进行表征, 并在室温下测试了它的磁学性能, 结果表明, Ni(OH)₂空心微球的直径约为3～4 μm, 它是由尺寸1.1～1.3 μm左右的六方相结构的Ni(OH)₂纳米片组装而成; NiO空心微球是由立方相纳米片和多孔纳米片组装而成, 它具有弱的铁磁性, 其矫顽力为583 Oe, 剩余磁化强度为0.213 emu/g. 研究了氨在Ni(OH)₂纳米片的形成与组装过程中的作用, 提出了可能的生长机理.     

纳米TiO2膜的可控制备及膜结构与光催化活性的关系

以钛醇盐为原料, 普通玻璃管为载体, 制备了纳米TiO2薄膜和固定床型光催化反应器. XRD, AFM以及厚度分析表明, 通过工艺的优化可以实现纳米TiO2薄膜的可控制备. 在优化工艺条件下, 薄膜中TiO₂为锐钛矿型; 晶粒度为3~4 nm, 颗粒度为20~80 nm且大小可控; 单层膜的厚度为纳米级, 在纳米膜层上增加的膜层, 其粒子尺寸及膜厚仍可控制在纳米级, 从而并可以有效地防止薄膜龟裂. 采用UV-Vis吸光光度法对罗丹明B降解作用的试验结果表明, 反应器中纳米TiO₂薄膜的光催化活性与TiO₂的粒径有很大关系: 当粒径在20~30 nm时, TiO₂薄膜的光催化活性很高, 表现出明显的量子效应; 当粒径超过60 nm时, 光催化活性显著降低. 膜的光催化活性不随膜层数及总厚度的增加而降低的实验结果说明, 纳米TiO₂薄膜对紫外光的透过无不良影响.     

单分散钛酸锶纳米晶体的形成机理

采用水热法,利用乙醇和水的混合溶剂合成了单分散钛酸锶纳米晶体。X射线衍射(XRD)结果显示该晶体为立方相,延长反应时间其结晶性增强。扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)结果显示样品为70nm左右的均匀立方块晶体。利用SEM、TEM、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电子衍射(ED)谱研究了该纳米晶体的生长过程,结果表明:前驱体经过扩散反应生成钛酸锶晶核,晶核之间由于定向生长作用而团聚连接形成颗粒球,最后颗粒球在缓慢的奥斯特瓦尔德熟化作用下转化为钛酸锶晶体。这一“扩散反应、定向生长、奥斯特瓦尔德熟化”的生长过程揭示了钛酸锶纳米晶体的生长机理。利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程模拟证实了其初始阶段的扩散反应机理,并得出反应活化能为15.79kJ·mol^-1。     

水力冲灰防垢机理的研究

用X-射线衍射分析、扫描电子显微镜和化学分析等方法研究了硬垢和水渣的形态与组成,发现管道中形成的硬垢有很好的取向,可以看作是一块内部缺陷很多,存在大量夹杂物的大晶体。若采用水射器强力搅拌灰水,使它的pH值>11,由于同离子效应,很快析出大量碳酸钙小晶体,同时由于无定形的氢氧化镁随着析出,附着在碳酸钙小晶体周围,限制了碳酸钙晶粒长大,结果使沉淀的小晶体取向杂乱无章,生成疏松的水渣,容易被水冲走,在管道中就不会形成硬垢。     

KTbP4O12晶体的生长及其荧光特性

本文采用蒸发溶液法从磷酸溶液中生长了KTbP₄O₁₂和一系列KLa_1-xTbxP₄O₁₂晶体。讨论了晶体生长中的物理化学问题。测定了晶体的X射线衍射图和红外光谱,发现KTbP₄O₁₂晶体存在着α和β两种不同的结构类型。计算了不同结构类型晶体的晶胞参数。 测定了晶体的荧光光谱,观察到在KLa_1-xTb_xP₄O₁₂晶体中随着La³⁺离子浓度的变化而有规律的变化。观察到KTbP₄O₁₂能发出强的绿色荧光,将可能作为一种新的晶体发光或激光材料。     

常温直接沉淀法制备ZnO纳米棒

在常温下, 以PEG-400(聚乙二醇400)为表面活性剂, 采用直接沉淀法合成了ZnO纳米棒. 产物用XRD, TEM, SAED和 HRTEM等进行了表征. 结果表明, 所得ZnO为一维的纳米棒, 属于六方纤维矿的单晶结构. ZnO纳米棒的直径在20~40 nm之间, 长度在300~800 nm范围. (0001)面为ZnO纳米棒的生长方向. 讨论了ZnO相的生成和ZnO纳米棒的形成机理以及PEG-400在其形成过程中的作用.     

Influnence of Sodium Polyacrylate on Crystallization and Aggregation of Butterfly-like Calcium Carbonate

Butterfly-like calcium carbonate(CaCO₃) particles were successfully prepared via a facile precipitation reaction of Na₂CO₃ with CaCl₂ in the presence of sodium polyacrylate(PAAS). The as-prepared samples were characterized with field emission scanning electron microscopy(FESEM), X-ray diffraction(XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR). Butterfly-like CaCO₃ particles composed of three segment rods were obtained. Rod aggregates would act as the template for butterfly-like CaCO₃ crystals consisted of regular shaped crystallites with 150―200 nm in diameter. The influences of reaction temperature, the amount of PAAS and reaction time on the nucleation and growth of CaCO₃ crystals were investigated. The possible growth mechanism of CaCO₃ crystals was discussed. This research can not only make us further understand the general principles of the reaction, but also open up a new avenue of industrial production of CaCO₃ particles with exquisite and unique morphologies.     

Preparation of ZnS nanorods by a liquid crystal template

ZnS nanorods were synthesized in lamellar liquid crystals of C(12)E(4) by mixing zinc ions and thioacetamide (TAA) solution. The effects of the reactant concentration and the surfactant/water molar ratio in the liquid crystal system on the morphology and size of the ZnS particles were investigated. The prepared ZnS particles are regular nanorods having a width of about 60 nm and a length of about 80-380 nm, with a largest aspect ratio of about 6.3. A lamellar liquid crystal templating mechanism has been proposed to interpret the experimental results.     

电子顺磁共振法研究Fe-Sb-W氧化物催化剂的失活机理

用电子顺磁共振法(ESR)研究了丙烯氨氧化Fe-Sb-W氧化物催化剂的失活机理,记录了沉积在催化剂表面上的焦炭和催化剂结构变化的信息。结果表明:当沉积炭超过一定限度之后,发生反应:,使催化剂表面上的活性结构破坏。这时催化剂严重失活,主要产物是CO₂。     

Gd2O3∶Eu3+纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒, 对其结构和荧光性质进行了表征, 并对其生长机理进行了初步讨论. XRD结果表明, 水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3, 经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3. TEM照片表明, 所得样品为直径60 nm、长度约600 nm的纳米棒. 荧光光谱表明, 在波长为254 nm 的紫外光激发下, Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射, 对应于Eu3+ 的5D0-7F2跃迁, 表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.     

水合二高碲酸合铜(Ⅲ)酸氢四钠配合物的合成、结构和紫外吸收光谱

在碱性水溶液中获得了组分为Na₄H[Cu(H₂TeO₆)₂]·17H₂O的晶体配合物。用X-射线衍射法测定了单晶结构,晶体属三斜晶系,空间群 P₁^-,a=0.5939(2)nm,b=0.8957(3)nm,c=1.2555(3)nm,α=98.49(2)°,β=98.98(2)°,γ=93.94(2)°,V=0.6495(3)nm³,M=913.7,Dc=2.34s/cm³,Z=1.晶体中二个畸变的TeO₄(OH)₂八面体与中心Cu(Ⅲ)离子螯合,构成属准D_2h点群对称的CuO₄平面,Cu-O键长分别为0.1830nm和0.1844nm。配合物溶液的紫外吸收光谱,于270nm和405nm处有两个强的配体至金属电荷转移谱带。     

硼化合物的研究——ⅩⅩⅧ.十八氢二十硼酸α,α′-联吡啶合稀土(Ⅲ)配合物的合成和性质

作者曾报导一系列不同类型的配体稀土阳离子同闭式氢硼酸B₁₀H₁₀^2-、B₁₂H₁₂^2-相结合的化合物.B₂₀H₁₈^-氢硼酸根的dipy稀土(Ⅲ)配合物迄今未见报道.     

二甲亚砜硝酸稀土晶体的生长及其组成与性质的研究

本文合成出除Pm以外的全部稀土硝酸盐的二甲亚砜晶体,并生长出大尺寸的La和Nd的晶体(分别为60×28×25和80×28×28mm)。从La至Gd的组成为RE(NO₃)₃·4DMSO,从Tb至Lu(包括Y)的组成为为RE(NO₃)₃·3DMSO,由于镧系收缩引起的空间位阻,使结合的DMSO的数目从4减为3。测定了一些稀土的光谱和发光性质。比较Nd³⁺在水溶液中和在DMSO中的吸收光谱,观察到在DMSO中Nd³⁺的谱带向长波位移,表明了在DMSO中,RE—O键具有一定程度的共价性。当晶体在850℃的空气中进行热分解时,三价稀土的热分解产物的组成为RE₂0₂SO₄。测定了全部稀土硝酸盐的二甲亚砜晶体的磁化率,它们随原子序的增大呈现具有双峰的周期性变化。