兰州化物所金属硫化物纳米薄膜设计制备和性能研究获进展

金属硫化物纳米材料因其具有优异的光电特性而成为太阳能量转换、光电器件、催化等前沿领域的研究热点。通过对金属硫化物纳米结构的设计及其薄膜材料的可控合成和组装,可使其在太阳能利用和光电子集成器件等应用上发挥更大作用。中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室贾均红研究员带领的课题组,在对金属硫化物纳米材料及其功能薄膜的设计、制备和性能研究方面,取得了一系列突破和重要进展。他们利用化学浴沉     

石墨烯及其纳米复合材料的制备与应用研究

石墨烯作为一种新兴二维碳纳米材料,具有完美的晶体结构和诸多优异的物理化学性能.石墨烯独特的电学、热学、光学和力学性能,使其在电子器件、导热材料、气体传感器、感光元件以及环境科学等领域具有广阔的应用前景.其潜在的实际应用价值,使石墨烯材料的开发成为当前最受关注的研究热点之一.本文从石墨烯的来源、结构、分类和基本性质出发,概述了石墨烯及其衍生物的制备方法及属性特征,进而介绍了石墨烯及其衍生物纳米复合材料在电子、材料、储能和环境等领域中的最新研究进展,并对石墨烯及其纳米复合材料的发展前景进行了展望.     

兰州化物所金属/半导体异质光催化纳米材料研究获进展

在中国科学院"百人计划"项目和国家自然科学基金委支持下,中国科学院兰州化学物理研究所能源与环境纳米催化材料课题组在金属/半导体异质光催化纳米材料结构设计合成研究领域获新进展。能源与环境纳米催化材料课题组设计构建了一种新型异质结构光催化剂——金属Ag纳米线/Ag3PO4立方体异质光催化剂,即在Ag纳米线表面通过选择性外延生长构建了尺寸、形貌、位置、数量等可控的Ag3PO4立方体,形成项链状异质纳米结构。由于金属Ag纳米线具有较低费米能级,可以高效分离半导体光     

氧分压对ZnO纳米结构的形貌及光学性能的影响

利用未采用催化剂的真空热蒸发法合成了不同形貌的硅基ZnO纳米结构,研究了氧分压对纳米ZnO结构及光学性能的影响.研究结果表明氧分压对ZnO纳米结构的形貌及光学性能具有明显的影响,在氧分压为25;、10;和5;时制得的纳米ZnO结构分别为纳米线、纳米带和纳米梳.X射线衍射测试表明制得的不同ZnO纳米材料均为六方纤锌矿结构,并具有明显的c轴择优取向性.采用PL谱对制备纳米结构的光学性能进行了测试.     

添加纳米Ti(C7N3)的ZrO2基纳米陶瓷模具材料

本文针对模具对陶瓷材料的要求,从提高陶瓷模具材料的综合力学性能出发,采用纳米复合方法制备出具有较高综合力学性能的纳米陶瓷模具材料.研究了纳米Ti(C7N3)和Y2O3的组分含量对纳米陶瓷模具材料微观结构和力学性能的影响,结果表明添加纳米Ti(C7N3)和Y2O3的氧化锆纳米陶瓷模具材料的力学性能优于纯氧化锆陶瓷材料,纳米颗粒的添加改善了材料的微观结构和力学性能.当纳米Ti(C7N3)和Y2O3的添加量分别为17.15vol;和5 mol;时,材料的综合性能最好,其抗弯强度为814MPa、断裂韧性6.35 MPa· m1/2、维氏硬度11.87 GPa.     

纳米纤维结构对石墨/纳米碳纤维复合材料电化学性能的影响

为了实现石墨/纳米碳纤维复合材料用作锂离子电池负极材料的商业化应用,本实验采用了化学气相沉积在石墨颗粒表面原位生长纳米碳纤维包覆的方法制备了石墨/纳米碳纤维复合材料,利用拉曼、扫描电镜以及高分辨透射电镜等手段对纳米碳纤维包覆层中纤维的形貌与微观结构进行研究.研究结果表明:550℃下生长的板式结构的纤维嵌锂容量要高于600℃生长的无序结构和650℃生长的管状结构纤维;纳米碳纤维优良的导电性能能够复合材料的倍率性能;此外,复合材料中纤维比例在5;左右时,循环稳定性好,首次循环库伦效率也较高.     

兰州化物所纳米复合结构非晶碳薄膜研究取得进展

中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室空间润滑材料组在纳米复合非晶碳薄膜(Nanostructural Amorphous Carbon Films)的结构及其性能研究领域取得了重要进展。近年来,尽管碳基薄膜材料一直受到国内外学者的关注,其结构和性能得到广泛研究。但是,复合非晶碳膜的双纳米结构及其与超润滑性能(超低摩擦性能)的相关性国内外鲜有报道。     

纳米材料塑性变形机制研究获新进展

纳米结构材料由于特殊的微观结构和塑性变形机制，使其具有优异的力学性能，因此，纳米材料的塑性变形机制、拉伸延伸率内禀特性及影响因素、塑性变形诱导纳米组织的形成机理等成为力学和材料科学共同关注的前沿课题。近期，中国科学院力学所洪友士研究员课题组与金属所卢柯研究员课题组在纳米材料塑性变形机制的合作研究方面取得了新进展。     

液体介质等离子体电弧法制备纳米炭材料研究进展

以碳纳米管、碳洋葱、石墨烯为代表的碳纳米材料在能源、环境等领域表现出了优异的潜在应用价值,本文基于近年来国内外研究者利用液体等离子体法制备碳纳米材料的研究工作,对比了液氮,去离子水,盐溶液及有机溶剂作为不同放电介质的优缺点,并对其相关的反应机理进行了分析与讨论,指出了液体等离子体放电制备纳米炭材料这一领域的研究进展,对于深刻认识液体等离子体放电的概念与原理、完善实验与理论研究方法、拓展应用范围和尽早实现工业应用提出了建议与展望.     

NiO/TiO2-B—维纳米复合材料的制备及在锂离子电池中的应用研究

通过水热法及均匀沉淀法制备了NiO/TiO2-B—维复合纳米材料.利用XRD、SEM等表征了纳米带的结构与形貌,采用恒电流充放电、CV等手段,对制备的复合纳米材料电极进行了电化学性能测试.结果表明,采用水热法及均匀沉淀法可以较为便捷的制备出NiO/TiO2-B纳米带,而且负载NiO后纳米带电化学性能得到了明显的提升,在0.1C倍率条件下首次放电容量可以达到304 mAh/g,高于纯TiO2-B纳米带的234 mAh/g;在1C的倍率下复合材料的首次放电容量可以达到233 mAh/g,容量提升了33.9;;在200次循环后容量仍能保持129 mAh/g.     

水溶性高质量二维材料纳米片的制备及其表征

近几年来,二维(2D)材料的研究,已成为纳米科学最令人兴奋的领域之一.其中液相分离具有层状结构的块体材料来制备二维材料的方法成为研究热点.相比于化学气相沉积(CVD)等自下而上的制备方法,通过块体层状材料的剥离制备二维材料及其分散液的方法具有低成本、可大规模生产的优势.在这里主要研究以液相剥离(LPE)的方法制备石墨烯(graphene)、六方氮化硼(h-BN)和四种过渡金属硫属化物(TMDs)溶液,这种水溶性的二维材料具有绿色环保、成本低等优点.使用拉曼光谱(Raman),原子力显微镜(AFM),扫描电子显微镜(SEM)等仪器对研制的层状纳米片的物质组分、表面结构等进行表征,通过紫外(UV)吸收光谱估算出不同离心转速下的浓度,最后通过电化学工作站的循环伏安法(cyclic voltammetry)测出用于MoS2纳米片电解质门控的离子液体体电容,分析可见制得的二维材料纳米片平均尺寸在400 nm左右,离子溶液的体电容为1.21 F/cm3,该体电容是研究电子器件性能的关键性参数.上述表征结果对基于水溶性二维材料纳米片的电子器件研究有着重要的科学与应用价值.     

基于电沉积技术的纳米晶材料晶粒细化工艺研究

纳米晶材料电沉积工艺是在传统电沉积工艺的基础上,通过控制适当的工艺条件,最终获得具有各种性能的纳米晶电沉积层的过程.研究表明,由电沉积工艺制备的纳米晶材料,晶粒细小且组织均匀,具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化等特殊性能.本文分析了在电沉积过程中纳米晶形成的机理,探讨了工艺参数、复合电沉积和脉冲电沉积、有机添加剂以及采用其它工艺措施对晶粒细化过程的影响.介绍了电沉积纳米晶材料的各种性能及应用.     

纳米金刚石材料的研究进展

纳米金刚石不但拥有金刚石材料优异的物理、化学特性,还具备一些在纳米尺度下的特殊性能,如半导体特性、良好的生物相容性及光学特性.其研究吸引了国内外研究人员的广泛关注,且关于纳米金刚石材料的制备、性能表征以及应用的相关研究逐渐开展.前期的研究显示:不同形貌的纳米金刚石材料需要特定的制备方法、且表现出各异的特殊性能,适合于不同的应用领域.文中首先介绍了纳米金刚石颗粒、薄膜、金刚石纳米片及金刚石纳米线的制备方法;其次阐述了各类纳米金刚石材料在光、电、力学等方面的特殊性能,并对纳米金刚石材料在民用、生物医药、军事等领域的应用进行了总结,最后展望了纳米金刚石材料的发展前景.     

纳米结构WO3/TiO2复合薄膜的制备及应用进展

WO3/TiO2复合薄膜具有许多特性,是一种优良的光电功能薄膜材料.利用先进的制膜技术获得性能优异的纳米结构WO3/TiO2复合薄膜,对提高光电器件的性能及应用具有重要意义.本文着重介绍了溶胶-凝胶法、水热法、电沉积法和磁控溅射法制备纳米结构WO3/TiO2复合薄膜.总结了纳米结构WO3/TiO2复合薄膜在电致变色智能窗、光催化技术、湿度传感器上的应用.最后,针对纳米结构WO3/TiO2复合薄膜现状提出了未来发展趋势.     

微乳液法制备不同形貌低维硒化锌纳米晶

利用微乳液法,实现了多晶硒化锌纳米空心球、单晶硒化锌纳米棒以及ZnSe量子点的低温合成.通过调整Triton X-100/环己烷/水体系中表面活性剂Triton X-100的浓度分别制备出直径在120 nm左右,壁厚在6nm左右的ZnSe多晶纳米空心球体、长度达1μm的单晶纳米棒和直径位于4～6nm的ZnSe量子点.紫外可见吸收光谱显示不同形貌ZnSe纳米结构的吸收特征具有较大的差别.     

蒙脱石基生物纳米复合功能材料及应用研究

生物纳米复合功能材料的理论与应用研究已成为关注焦点,是生命科学与材料科学前沿交叉方向.粘土矿物是一类天然纳米结构的硅酸盐矿物,其特殊的层状纳米结构,使其具有吸附能力强,稳定性好,应用广泛等特点.本文主要介绍了蒙脱石基生物纳米复合功能材料在酶催化、抗菌、医药和环保等领域中的研究、开发及应用情况,并探讨了粘土矿物基纳米复合材料的发展前景.     

STM、AFM、SEM和TEM对溶液中纳米微粒形貌和粒度分布的检测

纳米材料因其独特的光、电、磁、力、催化和吸附等性能而被广泛应用。纳米微粒的检测是纳米材料和纳米科技发展的重要保证。本文综述了采用扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等现代显微镜技术检测溶液中纳米微粒形貌和粒度分布研究进展,并比较了这些方法的差异。     

氧化镓纳米材料的制备及其在光电探测方面的应用研究进展

近年来,半导体的纳米材料凭借其奇特的介观物理特性,成为当前研究的热点,特别是纳米金属氧化物。氧化镓纳米材料具备优异的光电、气敏、耐压且低损耗等特性,为材料学、电子学和化学等多个研究领域带来了新的机遇。本文概述了氧化镓纳米结构的制备方法,并展望了其在光电探测方面的应用。     

“新颖光电纳米材料及其原型器件研发”项目通过验收

11月16日,福建省科技厅组织专家组对中国科学院福建物质结构研究所承担的福建省科技重大专项专题"新颖光电纳米材料及其原型器件研发"(项目编号:2009HZ0006-1)通过验收。该专题立足福建省电子信息产业需求和技术基础,研发应用于显示和发光中的强荧光纳米高聚物材料、低核有机金属电致发光纳米材料、蓝光/紫外激光材料等纳米光电材料与器件,取得了以下主要成果:     

沉积温度对热蒸发法制备SiO2一维纳米材料的影响

利用热蒸发法在N型硅片表面成功制备出大面积SiO2纳米线和SiO2纳米棒结构.采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线能量色散谱(EDX),拉曼光谱(RS)和光致发光(PL)对合成的产物进行了表征.结果表明,用此方法生长的SiO2纳米材料,其结构和形貌与生长参数关系密切,随着沉积温度降低纳米线长度变短,最后呈现出棒状结构.此外,还研究了SiO2纳米结构独特的光学性质.该研究对改善光电子半导体器件的性能应用具有重要意义.