纤维素模板可控制备功能纳米材料的研究进展

作为自然界中最丰富的天然高分子材料,纤维素具备无毒无害、可再生、价格低廉和多层次空间结构等优点,被广泛应用在纺织、化学、可降解材料等领域。其中,纤维素特有的分子排列和多层次的空间结构,使其被广泛用作生物模板,进行可控制备功能纳米材料,纳米材料可以实现最大程度地复制出纤维素模板的纳米结构。本文综述了应用纤维素为模板,可控制备多种功能纳米材料(氧化物纳米材料、金属纳米材料、无机非金属复合纳米材料和其他无机纳米材料等)的最新进展,并展望了以纤维素模板可控制备功能纳米材料的未来研究方向。     

硫化镉与硫化锌纳米材料的界面法合成

采用界面自组装方法制备了CdS纳米线及ZnS球形纳米颗粒,利用TEM和XRD对其形貌和结构进行了表征,并考察了碱的种类和反应物浓度对材料形貌的影响。结果表明,氨水是该合成法必要的试剂,反应物浓度对产物形貌有一定的影响,但界面扩散和反应途径是决定其形貌的主要因素;采用该法合成无机纳米材料具有合成条件温和、易于控制、纯化简单、省去了使用模板/消除模板的过程等优点。     

高分子微凝胶控制合成无机-有机复合材料研究进展

高分子微凝胶是一类具有三维网络结构的分子内交联的高分子球形微粒,其物理、化学性质与其构象变化有着密切的关系,对于外界环境条件如温度、pH、离子强度、电场或磁场等的改变,微凝胶即表现出相应的体积相转变特性.近年来,基于高分子微凝胶对外界的刺激相应性与无机纳米粒子的特殊性能制备得到了各种有机-无机复合材料.本文根据微凝胶在无机微、纳米材料制备过程中所起的作用,将基于高分子微凝胶制备无机-有机复合微、纳米材料的方法分为原位合成法、物理诱捕法和聚合法,并分别从各类方法的特点和应用等方面进行详尽地分析和阐述.     

特殊纳米结构的化学自组装

本文介绍了近年来国际上一维纳米材料的制备方法的最近进展，如模板法、激光剥蚀法、分子束外延法、有机溶剂中溶液-液体-固体生长法等，同时还介绍了利用新的化学自组装路线制备一维核／鞘结构、无机半导体／高分子纳米电线、金属硫化物纳米空球和花生状纳米结构等工作。     

模板剂在合成纳米材料中的应用与发展

模板法在纳米材料的合成过程中已成为一种非常重要的技术。利用其结构导向、骨架填充、平衡和匹配电荷等作用,可以达到精确地调控纳米材料孔道的大小、形状及结构的目的。本文主要对模板剂的种类进行了详细的分类,重点介绍了硬模板法和软模板法在合成纳米材料过程中的现状及特点,并具体介绍了模板剂在合成纳米生物材料及纳米催化剂、电化学、化工合成等方面的应用;阐述了模板法在介孔材料合成过程中的重要性,指出了目前模板剂方法存在的优缺点;提出了模板剂在超分子功能材料、光化学反应及催化工业等方面应用的纳米材料合成中的发展趋势和良好前景。     

微波辅助水热法制备花状氧化铜

以硝酸铜为铜源,氨水为碱源,通过微波辅助水热法制备了花状CuO微纳米材料。制备过程中没有使用表面活性剂或离子液体等软模板剂。利用X-射线衍射、电子能谱、场发射扫描电镜以及高分辨透射电镜表征了产物的物相和形貌。对照实验显示碱源对产物形貌有着很大的影响。通过时间演化实验研究了花状CuO的生长过程。结果显示反应过程经历了Cu2(OH)3NO3和Cu(OH)2两种中间产物。     

无模板剂法制备沸石分子筛和分子筛膜的研究进展

随着新无机材料和处理技术的发展,无有机模板剂法制备沸石分子筛和分子筛膜得到了广泛的关注.与有模板剂法相比,无有机模板剂法保持了沸石晶体的结晶度和骨架结构,合成过程更加简单、廉价和绿色.尤其无模板剂二次生长法制备分子筛膜避免了分子筛膜在高温煅烧脱除模板剂过程中缺陷的产生.本文作者综述了国内外制备沸石分子筛和分子筛膜的研究进展,着重介绍了晶种诱导法、自发成核法和晶型转化法制备沸石分子筛,以及无模板剂二次生长法制备分子筛膜,分析了存在的问题和可能的解决措施,并对其发展趋势进行了展望.     

硫化物-高分子复合微球表面形貌与模板组成关系的研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体, 通过反相悬浮聚合法制备了多种MAA含量不同的阴离子型P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝胶. 以这些共聚微凝胶为模板, 在不同表面活性剂存在下, 合成了一系列CuS(CdS、ZnS)-P(NIPAM-co-MAA)无机-有机复合微球材料, 研究了表面活性剂种类, 模板组成等因素对上述硫化物-高分子复合微球表面形貌的影响. 结果表明, 实验条件下所得复合微球表面均具有图案化结构, 该结构明显依赖于表面活性剂的种类和模板微凝胶的组成. 就模型体系而言, 随表面活性剂Span-20、Span-80和Span-85的HLB(亲水亲油平衡)值降低, 微球表面形貌趋于粗糙, 但仍然十分规整; 就模板组成而言, 模板中MAA含量增加使得复合微球的表面形貌变得更加精细. 据此, 认为通过选用合适的表面活性剂和微凝胶模板可以在一定范围内调控这些无机-有机复合微球的表面形貌, 从而为后续应用研究奠定基础.     

手性模板合成CdS纳米棒

由于纳米材料具有量子尺寸效应及大的比表面积等性质而使其在电子学[1]、光学[2]、催化[3]和陶瓷[4]等领域显示出诱人的应用前景. 近年来纳米材料的制备及纳米技术发展迅速, 特别是具有特殊光电活性的新型无机纳米材料的制备已引起人们的普遍关注. 现在合成纳米材料的方法主要包括反相胶束法[5]、 LB膜法[6]、嵌段共聚物法[7]和模板合成法[8]. 其中模板合成技术不仅可以通过设计新型的模板分子, 还可通过模板分子的不同自组装行为来调控纳米材料的尺寸和形貌. Stupp等[9]曾利用溶致液晶的六方中间相作为模板, 在其纳米孔隙中成功地合成了具有六方排列超晶格纳米结构的材料. 本文以双亲性丙氨酸衍生物为模板, 在不同的化学微环境下合成了结构不同的CdS纳米棒.     

自组装金属有机纳米管模板法制备高分子纳米管

高分子纳米管(PNT)是一类具有中空管状结构的高分子纳米材料, 模板法是制备管状高分子纳米材料的有效方法. 本研究以自组装金属有机纳米管(MONT)为模板, 杈状多元胺和多元羧酸为前体分子, 利用杈状多元胺与MONT表面的铜离子配位络合, 在MONT表面上形成包覆层, 再与同样具有杈状结构的多元羧酸活化酯进行交联反应后, 去除掉内部的自组装模板, 从而制得具有良好水分散性的PNT. 利用扫描电子显微镜(SEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)和漫反射傅立叶变换红外光谱(DRIFTS)对PNT的表面形貌、组成和结构进行了表征. 结果表明, 当多元胺用量为MONT用量的0.4摩尔当量时, 交联产物的成管率最高, 达80%以上, 纳米管的长度大多为500 nm~3 μm、内径为60~100 nm、外径80~120 nm.     

生物模板法制备纳米氧化锌及其表征

本文以油菜花粉为生物模板,硝酸锌为锌源制备了一种分级多孔结构的纳米氧化锌。采用SEM、TEM、XRD和 FTIR等技术手段对其进行了表征。实验结果表明,采用油菜花粉为生物模板制备的氧化锌纳米材料为六方纤锌矿结构,较好的复制了花粉的分级多孔结构。同时,研究了制备条件诸如煅烧温度和反应物浓度对产物结构、形貌和尺度的影响。     

在表面活性剂溶液中制备不同形貌的芘纳米材料

利用水溶液中表面活性剂分子和有机小分子间的相互作用,成功地制备了具有不同形貌的芘纳米颗粒和纳米棒.对其进行吸收光谱和荧光光谱等光物理行为的研究发现,不同形貌的纳米材料展现出不同的光学性质.同时对纳米材料的形成机制做了初步的分析和讨论.     

一种新型纺锤状α-Fe_2O_3纳米晶的合成、表征及其表面性能(英文)

合成了一种新型的具有单晶结构的α-Fe2O3纳米晶(NFO-1).在我们的合成方法中,样品的形貌和结构在低反应浓度体系中运用无机盐和有机模板进行双重调控,同时用溶剂挥发诱导自组装(EISA)来加速反应和在不改变形貌结构的前提下获得高产率样品.所得α-Fe2O3纳米晶的形貌和结构对其表面修饰功能有明显的影响,NFO-1因其特殊的纺锤状形貌而与表面功能试剂(多巴胺)之间的化学作用有明显的增强.并且,本文所描述的合成方法同样适用于其他过渡金属氧化物纳米单晶的合成.我们预期,这种方法可为新型纳米材料的合成提供新的途径.     

阳极氧化铝模板限域制备一维杂化纳米材料及其多样化应用的研究进展

一维杂化纳米材料以其独特的物理化学性质,在电学、光学、催化等领域得到了广泛的应用。 其制备方法对一维杂化纳米材料性能的改变和调控显得至关重要。 模板法作为一种简单而普适的合成工艺,近几年来被广泛应用于纳米结构和纳米阵列的合成。 本文主要介绍了阳极氧化铝(AAO)模板法制备一维杂化纳米材料整体情况、AAO模板结合其他技术材制备材料的方法、一维杂化纳米材料在刺激响应性器件、能量存储与转换器件、催化等众多领域的应用。     

孔性氧化铝模板与一维纳米新材料的制备

纳米材料尤其是以碳纳米管有序阵列为代表的一维纳米阵列材料的重要价值,促进了人们对模板合成方法的研究。本文简要回顾和总结了近年来有关孔性氧化铝模板的制备及其应用的研究进展,结合我们实验室的部分相关研究工作,揭示了孔性氧化铝模板在合成与组装一维纳米新材料方面的重要作用,以进一步活跃和促进该重要领域的研究和发展。     

聚合物纳米材料研究进展——Ⅱ.聚合物/无机纳米复合材料

复合物纳米材料包括纳米聚合物和聚合物／无机纳米复合材料。本文综述了聚合物／无机纳米复合材料的研究进展，重点介绍了溶胶－凝胶法，原位生成法，模板法，插层复合，沉积法，机械粉碎，分子平壤 ，溶液或融混合法的研究进展。     

通过加成反应制备纳米材料的新方法

通过加成反应,结合再沉淀法,制备得到Ni(DMG)₂的单晶纳米结构,并且通过调节反应物浓度可实现不同形貌的可控生长,在浓度低的条件下,可得到六方纳米管材,而随着浓度的升高,逐渐变为实心的六方纳米棒,这种制备方法提供了一种潜在的新方法——即通过加成反应来制备纳米材料。     

Templated electrosynthesis of nanomaterials and porous structures

Templated electrosynthesis is a simple and versatile method that has been widely used to form nanomaterials and porous structures in materials science. The technique permits dimension-controlled materials synthesis. A variety of templates have been employed to define the morphology of conductive materials in electrodeposition. The formation of those materials has triggered intensive study and development of various novel properties and potential applications. This review presents recent advances in templated electrosynthesis as a method to fabricate nanomaterials and porous structures.     

聚合物纳米材料研究进展——Ⅰ.纳米聚合物

聚合物纳米材料包括纳米聚合物和聚合物／无机纳米复合材料。本文综述了纳米聚合物的研究进展，重点介绍了分子自组装，微乳液聚合，模板聚合，树枝状聚合物，超支化聚合物，机械粉碎，相反转技术的研究进展。     

LA/C14DMAO/H2O体系多结构自组装体及其模板金纳米材料制备与性能

月桂酸(LA)与十四烷基二甲基氧化胺(C₁₄DMAO)形成的无盐阴/阳离子表面活性剂混合体系表现出丰富的相行为。运用冷冻蚀刻透射电子显微镜(FF-TEM)和偏光显微镜(POM)、差示扫描量热(DSC)、流变和[2]H NMR测定对体系相行为和微观结构进行了研究,发现水溶液中可自聚集形成胶束(L₁)、层状(L_αl)、囊泡(L_αν)和凝胶相。以胶束相和层状相为软模板制备了金纳米材料,运用透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)表征了金纳米材料。与用传统阳离子表面活性剂溶液制备金纳米材料相比,该体系由于具有自身还原性而不需要加入还原剂NaBH₄。实验证明：还原过程不会破坏模板溶液原有微观结构,且可通过调控聚集体结构实现控制制备金纳米材料形貌的目的。HK-2细胞的噻唑蓝(MTT)比色法实验进一步证明,本体系制备的球形金纳米材料作为基因载体具有高效和低毒的特点,在基因治疗中具有潜在的实际应用价值,可为寻求安全可靠的基因治疗途径提供实验数据和理论参考。