Au和SiO2多壳结构的制备和表征

利用自组装技术和胶体还原化学, 制备出金纳米壳Au@SiO₂以及SiO₂包裹的金纳米壳SiO₂@Au@SiO₂; 去除SiO₂@Au@SiO₂颗粒中的金壳层, 获得含有可移动SiO₂核的空心壳H-SiO₂@M-SiO₂. 结果显示: SiO₂@Au@SiO₂复合颗粒表面光滑, 并保留了金壳的近红外吸收特性; 通过改变复合颗粒外层SiO₂厚度, 可以调节其等离激元共振峰的位置; 王水可以有效地去除SiO₂@Au@SiO₂中的金壳, 相应的等离激元共振峰消失.     

Ag@SiO2纳米颗粒的制备及其在H2O2检测上的应用

利用柠檬酸三钠还原硝酸银制备了银纳米颗粒(AgNPs), 然后通过氨水水解正硅酸乙酯(TEOS)的方法, 在AgNPs上沉积SiO₂, 制备出以Ag为核, SiO₂为壳的复合纳米颗粒(Ag@SiO₂). 调节TEOS用量, 可以控制SiO₂层的厚度. 根据AgNPs的局域表面等离激元共振(LSPR)效应, 将制得的Ag@SiO₂颗粒用于H₂O₂的检测, 检测下限为1 μmol/L, 并可以通过控制SiO₂层的厚度方便地调节Ag@SiO₂颗粒与H₂O₂反应的速率. 与传统方法相比, 具有简单、快速、成本低的优点. 分别运用TEM、紫外-可见分光光度计对反应前后Ag@SiO₂颗粒形貌及反应过程中其LSPR吸收的变化进行了表征.     

SiO2/ZnO复合纳米粒子的制备及表征

采用双注控制沉积法(Controlled Double-Jet Precipitation,CDJP)将反应物添加到含有SiO₂的溶液中,通过直接的表面反应来制备单分散的SiO₂/ZnO复合纳米粒子,并对其进行了表征。透射电镜(TEM)观察表明,SiO₂表面有一层ZnO纳米颗粒或薄层。对复合纳米粒子SiO₂/ZnO进行X射线衍射(XRD)分析,复合颗粒的衍射峰与单独的氧化锌的衍射峰完全一致。能量弥散X射线法(EDX)分析表明,复合颗粒中含有Zn、Si、O元素。荧光光谱表明有ZnO的吸收峰。     

金纳米壳球体的制备及其潜在的生物学应用

利用分子自组装和胶体还原化学制备出具有核-壳结构的金纳米壳球体Au@SiO₂; 通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱 (XPS)和紫外-可见分光光度计对Au@SiO₂的制备过程及其在全血中的光学特性进行了研究. 结果表明, 通过改变复合颗粒Au-APTES-SiO₂的浓度, 可以得到具有合理核-壳比例的Au@SiO₂, 其等离激元共振峰位于光谱的近红外区, 这使得具有红外消光特性的金纳米壳球体具有潜在的生物学应用价值.     

有序Au/Ag纳米碗阵列的简易制备及其表面增强拉曼散射性能

通过湿法化学合成基于SiO₂胶体晶体的大面积有序Au/Ag纳米碗(Au/AgNB)阵列。首先,在玻璃基板上组装3D SiO₂胶体晶体作为模板。然后,以Au纳米颗粒(AuNP)为种子,通过原位生长法在SiO₂模板上沉积一层Au纳米壳(AuNS)。再通过HCHO还原Ag⁺成Ag⁰,进一步在AuNS表面沉积Ag纳米壳,形成Ag/Au双纳米壳(Ag/AuNS)阵列。最后通过丙烯酸酯改性双向取向聚丙烯(BOPP)膜方便地获得了单层有序反转Ag/AuNB阵列。这种有序Au/AgNB阵列具有更佳的表面增强拉曼散射(SERS)活性,其SERS分析增强因子(AEF)可达2.23×10⁷。     

有序Au/Ag纳米碗阵列的简易制备及其表面增强拉曼散射性能

通过湿法化学合成基于SiO₂胶体晶体的大面积有序Au/Ag纳米碗(Au/AgNB)阵列。首先,在玻璃基板上以3D SiO₂胶体晶体作为模板。然后,在Au纳米颗粒(AuNP)种子的帮助下,通过原位生长方法在模板上沉积一层Au纳米壳(AuNS)。再通过HCHO还原Ag⁺使AuNS表面进一步沉积Ag纳米壳,形成Ag/Au双纳米壳(Ag/AuNS)阵列。通过丙烯酸酯改性双向取向聚丙烯(BOPP)方便地获得了单层有序反转Ag/AuNB阵列。这种有序Au/AgNB阵列具有更佳的表面增强拉曼散射(SERS)活性,其SERS分析增强因子(AEF)可达2.23×10⁷。     

Fe3O4@SiO2@mTiO2介孔多功能纳米复合颗粒的制备及载药能力

以溶剂热法制备氨基功能化的Fe₃O₄纳米颗粒为磁核,结合溶胶-凝胶法和模板法在其表面先后包覆上致密的SiO₂层和介孔TiO₂层,制备了磁性-发光-微波热转换性-介孔结构为一体的多功能核-壳结构纳米复合颗粒,并对其结构、性能及载药能力进行了研究。XRD分析表明:Fe₃O₄表面包覆上了无定形结构的SiO₂和TiO₂。TEM照片表明:所得的纳米复合颗粒具有明显的核壳结构和完美的球形,构成核的Fe₃O₄颗粒的尺寸在40~50 nm之间,Fe₃O₄@SiO₂@mTiO₂核壳结构纳米复合颗粒的尺寸为60~70 nm,壳层厚度约10 nm,并可观察到壳层中清晰的孔状结构。磁性、荧光光谱和微波热转换特性分析表明:该复合颗粒同时具有良好的发光性、磁性和微波热转换特性。N₂气吸附及药物负载率分析表明,该复合颗粒具有较高的比表面积(640 m²·g^-1)和介孔结构(孔径约2.8 nm)并且具有较高的药物负载率。     

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.     

SiO2/Co3O4核壳催化剂对AP热分解的催化性能研究

采用改良的Stöber法制备粒径约为200 nm的单分散球形SiO₂颗粒,以此为内核,分别通过液相沉淀法和尿素均匀沉淀法制备包覆形式不同的新型SiO₂/Co₃O₄核壳式纳米催化剂。采用X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(IR)、拉曼光谱分析(Raman)、BET比表面积测试等手段对产物进行表征,利用差式扫描量热仪(DSC)考察SiO₂/Co₃O₄复合物对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化作用,探讨不同包覆形式对其催化活性的影响。结果表明,两种方法制备得到的SiO₂/Co₃O₄复合物分别为层包覆和粒子包覆,比表面积大,具有明显的核壳结构,且粒子包覆形式的SiO₂/Co₃O₄对AP热分解反应的催化效果最好,使AP的高温分解温度降低了110 ℃,放热量增加了662 J·g^-1。     

Au/Al2O3纳米复合薄膜的制备和表征

用溶胶-凝胶法制备了Au/Al₂O₃纳米复合薄膜。利用X-射线衍射、X-射线光电子能谱、原子力显微镜以及紫外-可见光谱对薄膜的微观结构、表面形貌及光学性能进行了表征,研究表明:Au/Al₂O₃纳米复合薄膜是由纳米微晶组成的颗粒膜, 复合薄膜均匀、致密、无裂纹,Au以纳米晶核形式镶嵌于Al₂O₃基体中,纳米Au晶核的粒径为23～26nm;复合薄膜在可见光区有较强的吸收,吸收峰位置与烧结温度有关,吸收强度随烧结温度和金添加量增大而增大。     

SiO2/PE/ Bi2S3核壳结构纳米颗粒的合成与性能(英)

以多层电解质作为微型反应器，制备了SiO₂/ Polyelectrolyte(PE) / Bi₂S₃核壳纳米粒子。XRD结果表明Bi₂S₃颗粒属于正交晶系。由透射电镜和场发射扫描电镜照片可知，在直径为640 nm左右的SiO₂表面覆盖了厚度35 nm的Bi₂S₃壳层。红外光谱分析结果表明硅烷网络在结构上发生了变化(SiO₂表面的硅烷醇键沉积在Bi₂S₃的表面)。SiO₂核和SiO₂ / PE / Bi₂S₃的紫外-可见吸收光谱显示在900 nm存在典型吸收边。     

SiO2@CdTe@Au复合纳米粒子的制备与非线性吸收特性

应用SiO₂纳米粒子、CdTe量子点和Au纳米粒子,采用逐层吸附法制备SiO₂@CdTe@Au纳米复合材料。同时对样品进行了测试和表征,从多个方面证明纳米复合材料成功制备。利用Z扫描技术测量了SiO₂@CdTe和SiO₂@CdTe@Au纳米复合材料在纳秒激光脉冲作用下的非线性吸收光学特性。实验结果表明：SiO₂@CdTe和SiO₂@CdTe@Au纳米复合材料均表现出饱和吸收特性。SiO₂@CdTe@Au较SiO₂@CdTe纳米复合材料具有更强的非线性光学特性,并对其机理进行了分析。     

等离激元增强上转换发光及其分子检测应用

针对荧光分子检测普遍灵敏度低和检测范围窄的问题,制备了具有等离子激元共振特性的重掺杂半导体纳米结构Cu_2-xS和典型的稀土掺杂上转换发光纳米颗粒NaYF₄∶Yb,Er,通过三相界面自组装方法获得了Cu_2-xS/NaYF₄∶Yb,Er薄膜基底。结合有限元模拟,计算了不同摆放情况下Cu_2-xS周围的局域电场分布,研究了在实际薄膜中Cu_2-xS纳米盘之间产生的等离激元耦合对上转换发光性能以及对拉曼信号增强的影响。结果表明,Cu_2-xS等离激元层与NaYF₄∶Yb,Er发光层的耦合,不仅得到了上转换 3个数量级的提高,还实现了分子检测 10^-7 mol·L^-1的检测极限,并且获得了 10^-3~10^-7 mol·L^-1的宽线性响应,从而达到高灵敏度的定性和定量双功能的精确检测。     

等离激元增强上转换发光及其分子检测应用

针对荧光分子检测普遍灵敏度低和检测范围窄的问题,制备了具有等离子激元共振特性的重掺杂半导体纳米结构Cu_2-xS和典型的稀土掺杂上转换发光纳米颗粒NaYF₄：Yb,Er,通过三相界面自组装方法获得了Cu_2-xS/NaYF₄：Yb,Er薄膜基底。结合有限元模拟,计算了不同摆放情况下Cu_2-xS周围的局域电场分布,研究了在实际薄膜中Cu_2-xS纳米盘之间产生的等离激元耦合对上转换发光性能以及对拉曼信号增强的影响。结果表明,Cu_2-xS等离激元层与NaYF₄：Yb,Er发光层的耦合,不仅得到了上转换3个数量级的提高,还实现了分子检测10^-7 mol·L^-1的检测极限,并且获得了10^-3~10^-7 mol·L^-1的宽线性响应,从而达到高灵敏度的定性和定量双功能的精确检测。     

气相燃烧合成纳米复合粒子的形态与结构

在气相燃烧反应器中成功地合成了TiO₂-SiO₂、TiO₂-SnO₂复合粒子。TiO₂-SiO₂复合粒子中TiO₂以金红石型和锐钛型存在，SiO₂以无定型的形式存在。复合结构为SiO₂附着于TiO₂的外部，在Ti∶Si的进料比较大时SiO₂附着于TiO₂的表面，Ti∶Si比值减小到1∶4时，SiO₂包覆全部TiO₂表面。包覆层的厚度大约为6～7nm。TiO₂-SnO₂的复合粒子中同时存在着三种晶体结构SnO₂、金红石型和锐钛型的TiO₂。在复合粒子的表面，TiO₂和SnO₂两种组分分布均匀。通过改变进料方式可以调整复合粒子的结构。     

“先核后壳”和“先壳后核”的简便途径制备M@SiO2(M=Ag,Au,Pt)纳米核壳结构及其催化活性

采用简便的“先核后壳”和“先壳后核”途径制备了M@SiO₂ (M=Ag, Au, Pt)核壳结构. 采用“先核后壳”途径时,金属内核可以控制在6 -9 nmm, 粒径分布均匀, SiO₂壳层织构可调. 该途径制备过程简便, 无需高速离心分离, 可有效节约制备成本. 由该途径制得的Au@mSiO₂中纳米Au的热稳定性高, 经550 ℃空气焙烧后仍能保持高的CO氧化性能(T₁₀₀=235 ℃). 由“先壳后核”途径制得的核壳结构内核金属粒子也可以控制在< 10 nmm, 粒径分布均匀, 且SiO₂壳层孔隙率可以预调, 即使在液相中也可有效消除对硝基苯酚反应物分子的扩散限制, 并于室温下将其还原为对氨基苯酚. 两种途径所得的核壳结构均呈高单分散态. 使用含有不同有机官能团的硅源可对介孔SiO₂壳层进行进一步改性, 拓展应用领域, 因而具有很好的潜在应用前景.     

自生纳米纤维增强SiO2气凝胶的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法和乙醇超临界干燥工艺制备ZrO_X/SiO₂复合气凝胶,再经1200℃高温热处理得到自生纳米纤维增强SiO₂复合气凝胶。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、热重和氮气吸附等手段对气凝胶的结构和性能进行了分析,并且测试了样品的压缩强度及真密度。实验结果表明：自生纳米纤维增强SiO₂复合气凝胶具有均匀的多孔网络结构,锆氧纳米纤维是以化学键连接复合的方式无序穿插在气凝胶中,对复合气凝胶的机械强度和隔热性能有明显的改善。经1200℃热处理后的ZrO_X/SiO₂复合气凝胶比表面积为827.22m₂·g^-1,压缩强度为9.68MPa,真密度为0.23g·cm^-3。     

表面修饰纳米二氧化硅及其与聚合物的作用

本文综述了近几年国内外对纳米二氧化硅的表面化学修饰及其在聚合物基纳米复合材料中与基体作用方式的研究工作。对纳米SiO₂进行表面修饰可以改善纳米颗粒与聚合物基体间的亲和性,同时可以使纳米SiO₂表面功能化,有利于SiO₂与聚合物基体间形成强的结合力。纳米SiO₂与聚合物基体间可以以吸附力、氢键、共价键等方式结合,不同的结合方式对材料性能也会产生不同程度的影响。     

中空纳米二氧化硅复合微球的制备及其对蛋白的亲和分离

利用水热法合成了中空巯基纳米二氧化硅微球(SiO₂-SH), 然后在其表面修饰亚氨基二乙酸基团(-IDA), 形成了中空SiO₂-SH/IDA双功能化纳米微球。利用该纳米微球表面的-SH和-IDA双功能团, 可以更多的吸附溶液中的Ni²⁺, 形成SiO₂-SH/IDA-Ni²⁺复合微球从而可以更好的分离以六聚组氨酸为标签的(His-tagged)蛋白。结果显示制备的样品对分离His-tagged蛋白具有广谱性, 并且具有较好的再生能力。     

鲱鱼精DNA修饰纳米金催化Fehling反应——共振散射光谱法检测痕量Hg2＋

用鲱鱼精DNA (hsDNA)修饰10 nm的纳米金制备了Hg^2＋的hsDNA修饰纳米金共振散射光谱探针(AuhsDNA). 在pH 7.0 Tris-HCl缓冲溶液中及0.017 mol/L NaCl存在下, Hg^2＋与AuhsDNA形成稳定的Hg^2＋-DNA结合物, 引起AuhsDNA中的纳米金析出并聚集形成纳米金簇. 该溶液用150 nm滤膜过滤后, 滤液中过量的AuhsDNA可催化Fehling试剂-葡萄糖反应生成氧化亚铜微粒, 该微粒在580 nm处有一个较强的共振散射峰. 随着汞离子浓度增大, 形成的纳米金簇越多, 滤液中AuhsDNA越少, 生成的氧化亚铜微粒减少, 580 nm处氧化亚铜微粒的共振散射光强度线性降低, 其共振散射光强度降低值?I₅₈₀ nm与汞离子浓度在1～833 nmol/L范围内成线性, 回归方程、相关系数、检出限分别为 ?I_{580 nm}＋0.9, 0.9990, 0.3 nmol/L Hg^2＋. 该法用于废水中Hg^2＋的检测.