纤维素纳米晶的空间受限自组装: 从胶体液晶到功能材料

作为最有前途的生物衍生材料之一, 纤维素纳米晶体(CNCs)具有来源广泛、 生物相容性好和可形成光子结构等优点, 在能源、 生物医学和光子材料领域具有重要的应用价值. 本文总结了CNCs的制备、 CNCs形成的胆甾型胶体液晶及CNCs衍生的光子材料的研究进展, 重点评述了CNCs在液滴和毛细管中的自组装和基于CNCs空间受限组装的功能材料研究进展, 并讨论了空间受限CNCs自组装研究面临的挑战和未来的发展方向.     

高性能LiFePO4/碳纳米笼锂离子电池正极材料

以具有高比表面积、分级孔结构和优良导电性的碳纳米笼（CNCs）为载体,制得了粒子尺寸为10～25 nm且高度分散的LiFePO₄/CNCs复合物.以LiFePO₄/CNCs复合物作为锂离子电池的正极材料,在0.1 C倍率下首次放电比容量达到163 mAh·g^-1,15 C和30 C倍率下的放电比容量可达96和75 mAh·g^-1;在15 C倍率下循环200圈后,其放电比容量仍保持在92 mAh·g^-1,显著优于LiFePO₄/CNTs复合物.这些结果表明,LiFePO₄/CNCs复合物具有优异的倍率性能和循环稳定性,是一种性能优良的锂离子电池正极材料,其性能源自CNCs载体的高比表面积、分级孔结构和优异导电性以及LiFePO₄颗粒的纳米化和高结晶度.     

纳米甲壳素的制备、改性及应用研究进展

甲壳素是一种天然高分子化合物,具有来源广、可降解、生物相容、无毒和低抗原性等性质,但由于不溶于水和大多数有机溶剂,使其应用受到限制。由甲壳素制备的纳米甲壳素(甲壳素纳米晶须和甲壳素纳米纤维)能够在水中形成稳定均匀分散液,不仅具有甲壳素的性质,还有高长宽比、高表面积、低密度等性质,在其表面的羟基、N-乙酰基以及残留的胺基还可化学改性。本文综述了纳米甲壳素的制备,包括盐酸酸解、机械处理、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化、静电纺丝、溶解再生和脱N-乙酰基法,介绍了纳米甲壳素化学改性以及在增强、吸附和生物活性等方面应用。     

碳纳米笼/碳纳米管复合物修饰电极制备及检测双酚A

通过水热反应合成羧基化碳纳米管(CNT-COOH)和碳纳米笼(CNCs)的纳米复合物(CNCs/CNT-COOH)。利用透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)表征该复合材料。利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)和交流阻抗法(EIS)研究CNCs/CNT-COOH/GCE修饰电极的电化学行为。结果表明,CNCs/CNT-COOH/GCE对双酚A的电化学氧化显示出优异的选择性和电催化活性。双酚A的氧化峰电流值与其浓度在2～200μmol/L范围内呈现良好的线性关系,经计算可得双酚A的检出限为0. 8524μmol/L (S/N=0. 0437),灵敏度为-0. 1539μA/(μmol/L)。将CNCs/CNT-COOH/GCE用于检测双酚A显示出灵敏度高、检测范围宽和稳定性良好的优点。     

纤维素纳米晶体手性复合材料:结构色的调控与应用

结构色在自然界中扮演了重要的角色,在昆虫外骨骼、鸟类羽毛以及植物果实中广泛分布.纤维素纳米晶体(CNCs)的水悬浮液达到一定浓度时会自组装形成左旋的手性向列液晶结构,这种手性向列结构在水分挥发后仍能保持并形成光子晶体虹彩薄膜,具有极强的手性和光子晶体的双重性质.膜内的周期性层状结构与光线产生干涉、衍射作用,表现出复杂的...     

碳纳米管/铜纳米结构电极材料在葡萄糖检测中的应用

利用电化学沉积法制备了碳纳米管/铜纳米结构电极材料, 采用扫描电子显微镜和电化学方法对电极表面的形貌和电化学性质进行了表征. 结果表明, 碳纳米管/铜纳米结构电极材料具有较大的电化学活性表面积、 高稳定性、 良好的导电性以及高葡萄糖电氧化活性, 有望用于葡萄糖的检测.     

三角银纳米柱的研究进展*

由于三角银纳米柱独特可调的光学性质及其在生物分子和无机离子检测等领域的重要应用前景而引起了人们的关注。本文综述了三角银纳米柱的研究进展,介绍了三角银纳米柱的光学性质,几种主要的制备方法,三角银纳米柱的表面修饰、颗粒膜的制备以及在无机离子检测中的应用,并对三角银纳米柱在应用中存在的结构不稳定性问题以及现行的解决方法进行了综述。     

表面官能团化增强碳纳米笼超级电容器性能

以具有多级孔结构、高比表面积、良好导电性等特征的碳纳米笼(CNCs)为前体,采用硝酸氧化法在CNCs表面引入含氧官能团。以CNCs为超级电容器电极材料,在相同电流密度下,官能团化样品的比电容显著高于纯CNCs;在1 A·g-1下比电容最高可达到255 F·g-1,比纯CNCs的188 F·g-1增加了34%,这表明表面含氧官能团化能够显著提高CNCs的超级电容器比电容。在100 A·g-1的大电流密度下,硝酸氧化后CNCs的比电容保持在111~167 F·g-1,表明具有良好的耐大电流充放电性能。在10 A·g-1的电流密度下循环10 000圈后,CNC-6M样品的比电容由196 F·g-1下降到176 F·g-1,样品的比电容仍保留90%,具有良好的循环稳定性。表面含氧官能团化CNCs所表现出的这种优异的超级电容器性能归因于CNCs的多尺度分级孔结构、高比表面积、良好的导电性、表面亲水性含氧官能团化带来的浸润性提高和引入的赝电容。     

一种规整单壁碳纳米笼的合成与改性及其对水体结晶紫分子的吸附性能

运用催化气相沉积法及继之的纯化处理,获得了具有规整外型、中空及密集阵列的单壁三维结构碳纳米笼(carbon nanocages,CNCs)。尝试将其用于水体阳离子染料结晶紫(crystal violet,CV)的吸附去除,实验条件下其上CV的饱和吸附容量可达542.6 mg·g~(-1)。进一步以十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS)对制得的CNCs表面进行亲水性改性,观察到了改性CNCs对CV吸附性能的明显提升,相同条件下其上CV的饱和吸附容量显著提升至748.5 mg·g~(-1)。运用多种表征及测定,探明改性前后CNCs的组成和结构,并尝试与其吸附性能关联,在此基础上探明改性及促进机制,为进一步研发具有实用意义的污水处理技术提供有益参考。     

不同形貌纳米CeO2的制备最新研究进展

CeO2是一种用途极广的稀土材料,可广泛应用于多种研究领域。纳米CeO2具有特殊的性质及应用。因此,纳米CeO2的制备、功能特性和应用研究成为研究的热点之一。综述了不同形貌纳米CeO2制备方法的最新研究进展,着重介绍了CeO2纳米颗粒、纳米棒、纳米管、纳米纤维以及一些特殊形貌纳米CeO2的制备方法和应用前景,并对今后纳米CeO2的研究方向进行了展望。     

银纳米片的研究进展

金属纳米材料具有不同于宏观块体材料的特殊性质. 在银纳米结构中, 银纳米片因其独特的形貌依赖光学性质备受关注, 该特性已在离子检测、分子染色、表面增强拉曼光谱(SERS)、表面荧光增强、生物医学等领域显示了重要应用价值. 本文从银纳米片的制备方法入手, 首先综述了银纳米片的各种制备方法以及实验条件(如光照的波长、表面活性剂种类、还原剂种类)对产物形貌的影响. 其次介绍了银纳米片的奇特光学性质, 总结了银纳米片的几种重要生长机制, 最后介绍了银纳米片的应用价值, 并对银纳米片的研究前景做了展望.     

表面官能团化增强碳纳米笼超级电容器性能

以具有多级孔结构、高比表面积、良好导电性等特征的碳纳米笼（CNCs）为前体,采用硝酸氧化法在CNCs表面引入含氧官能团。以CNCs为超级电容器电极材料,在相同电流密度下,官能团化样品的比电容显著高于纯CNCs;在1A·g^-1下比电容最高可达到255F·g^-1,比纯CNCs的188F·g^-1增加了34%,这表明表面含氧官能团化能够显著提高CNCs的超级电容器比电容。在100A·g^-1的大电流密度下,硝酸氧化后CNCs的比电容保持在111~167F·g^-1,表明具有良好的耐大电流充放电性能。在10A·g^-1的电流密度下循环10000圈后,CNC-6M样品的比电容由196F·g^-1下降到176F·g^-1,样品的比电容仍保留90%,具有良好的循环稳定性。表面含氧官能团化CNCs所表现出的这种优异的超级电容器性能归因于CNCs的多尺度分级孔结构、高比表面积、良好的导电性、表面亲水性含氧官能团化带来的浸润性提高和引入的赝电容。     

氧化锌-银复合纳米粒子的制备：吸收光谱和荧光光谱

金属和半导体纳米粒子的制备及性质的研究是当今材料科学和物理化学的热门课题［1－6］．在利用太阳能光降解环境污染物、生物传感器以及光生物等方面这些纳米粒子都具有实际应用的可能性．对纳米粒子表面进行修饰而形成的复合纳米粒子可以有效地调整单一颗粒的表面性质甚至颗粒的稳定性．另外，复合纳米粒子的制备对研究纳米粒子的尺寸量子化效应、非线性光学性质及其它光电性质都有重要的意义．人们已成功地制备了许多复合金属－金属纳米粒子，如Cu－Ag［7］，Ag-Pd［8］及Ag－Pt［9］等．关于复合半导体－半导作纳米粒子也有报导，如C…     

介孔SiO2负载的纳米金及其催化应用

金（Au）的催化作用已成为催化领域的前沿研究课题。本文综述了近年来采用不同方法制备介孔二氧化硅(MCM-41, MCM-48, SBA-15)负载的纳米Au催化剂以及在CO低温氧化、环己烯加氢和环己烷氧化等反应中的催化作用。讨论了影响纳米Au催化剂活性的相关因素, 包括载体的种类、表面性质、Au纳米颗粒的尺寸、分散度以及稳定性等。最后对各种制备纳米Au的方法进行了总结。     

半导体复合纳米粒子的制备,性质及在光电转换方面的应用

介绍了半导体复合纳米粒子的制备方法,光谱性质、光电催化特性和光电化学性质以及在光电太阳能转换方面的应用。     

纳米粒子的精准组装

纳米材料由于其独特的光、电、磁、力学等性质,成为了构建功能材料与器件的理想基元。实现纳米粒子的精确组装,是探究粒子之间的耦合聚集性质和制备宏观功能器件的基础。但是由于纳米粒子的小尺寸以及在溶液中运动的随机性与复杂性,精准控制纳米粒子组装体的形貌以及在空间中的相对位置仍存在巨大挑战。为了将纳米粒子组装成理想的有序结构,许多控制粒子组装的策略与方法得到发展。本文首先概述了纳米粒子自组装的控制方法与典型形貌,着重分析了影响粒子精准排布的因素与控制方法,并对纳米粒子及其组装体的光学性质与器件应用的最新研究进展进行了讨论,最后对目前纳米粒子精准组装所面临的挑战以及未来发展的方向进行了展望。     

雪松醇纳米乳的配方设计及表征

为改善雪松醇水溶性,研究制备了雪松醇纳米乳(Cedrol Nanoemulsion,CE-NE),优化其配方,并对其理化性质进行考察。本研究采用低能乳化法制备纳米乳,在伪三元相图筛选配方的基础上,以粒径及多分散系数(polydispersity,PDI)作为评价指标,利用单形网格设计法(Simplex Lattice Design,SLD)进一步优化纳米乳配方。利用透射电镜观察最优配方纳米乳的形貌,利用粒度仪测定纳米乳粒径及Zeta电位,并考察pH以及离心稳定性等理化性质。结果表明CE-NE最优处方组成为:1.2g蓖麻油聚氧乙烯醚、0.2g肉豆蔻酸异丙酯、0.6g聚乙二醇400、2.0g水,优化得到的纳米乳透射电镜观察其形貌呈大小均一球形,粒径为16.66nm、多分散系数为0.087、Zeta电位为-6.14mV,具有良好的离心稳定性。本研究成功的制备了雪松醇纳米乳,且具有良好的理化性质,为纳米乳载体的进一步应用奠定了基础。     

高指数晶面纳米催化剂的电化学制备及应用

催化剂的性能与其表面结构及组成密切相关,高指数晶面纳米晶的表面含有高密度的台阶原子等活性位点而表现出较高的催化活性. 本文综述了电化学方波电位方法用于Pt、Pd、Rh等贵金属高指数晶面结构纳米晶催化剂的制备、形成机理及其电催化性能的研究. 针对贵金属利用率问题,还着重介绍了具有较高质量活性的小粒径Pt二十四面体的制备. 在此基础上,还介绍了电化学方波电位方法用于低共熔溶剂中制备高指数晶面纳米晶,以及高指数晶面纳米催化剂的表面修饰及应用;最后对高指数晶面纳米催化剂的发展做出了展望.     

II-VI族半导体荧光纳米微粒及复合荧光微球的制备及应用

本文简单介绍了半导体荧光纳米微粒（又称量子点）的基本概念和荧光性质，评述了II－VI族半导体荧光纳米微粒（NCs）的制备和性质研究进展，尤其对基于荧光纳米微粒的复合荧光微球的制备、性质及改进方法进行了详细的讨论，指出目前存在问题和发展方向。     

碳纳米纤维修饰碳糊电极用于双酚A的电化学检测

制备了碳纳米纤维修饰碳糊电极,并用于双酚A的高灵敏和高选择性电化学检测。碳纳米纤维材料经静电纺丝和碳化过程相结合制备而成,采用滴涂的方法修饰于碳糊电极表面制成电化学传感器。利用循环伏安法、交流阻抗法以及微分脉冲伏安法考察了传感器的性质及双酚A的电化学行为。结果表明,双酚A的峰电流响应与其浓度在0.8~50μmol/L之间呈良好的线性关系,检测限为0.1μmol/L。构建的电化学传感器用于环境水样中双酚A的检测具有较高的回收率。