三元添加剂水溶液体系合成亚微米硫化锌空心球

利用仿生合成方法,通过加入一定量的引发剂使甲基丙烯酸原位聚合,在聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸(PMAA)和十二烷基硫酸钠(SDS)的三元添加剂混合溶液体系中控制了合成硫化锌晶体,提出了一种简单易行的合成硫化锌空心球的新方法.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)及紫外吸收光谱等手段对合成样品的形貌、结构及性能进行了表征.TEM结果显示,ZnS空心球的直径约为300～400nm,其壳层的厚度约为50nm.SEM结果显示,空心球的外壳是由初级纳米粒子定向熔合排列形成的蠕虫状结构紧密组装而成.由于相应的胶束结构的改变,表面活性剂SDS浓度的变化明显改变了ZnS产物的形貌,在较高浓度的SDS溶液中得到了ZnS片状晶体的球形聚集体.利用核-壳机理初步解释了空心球结构的形成过程.     

微纳米碳空心球的合成研究及应用进展

微纳米碳空心球具有密度小、比表面积大、阻尼性能高、稳定性好和可填充中空结构等特性,在锂离子电池、催化、超级电容器、储氢、超导和阻尼等领域具有广阔的应用前景。本文结合近年来国内外的最新研究进展,综述了模板法、液相法和气相法等微纳米碳空心球的合成方法,评价了各种方法的特点,并讨论了微纳米碳空心球的应用研究进展。     

PAMAM树形分子为模板低温制备纳米硫化锌空心球

Hollow ZnS spheres have been prepared in the presence of generation 3.5 poly (amidoamine) dendrimers with surface ester groups (G3.5-COOCH3 PAMAM dendrimer) as synthetic matrix template. The products obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and UV-Vis absorption. TEM studies show that the hollow spheres with diameters ranging from 80 to 100 nm are prepared. The range of wall thickness was estimated to be about 20～30 nm. It was found that the concentration of PAMAM dendrimer had a significant influence on the formation of hollow ZnS spheres. The possible formation mechanism of the hollow spherical structure is also discussed.     

无机半导体纳米晶光学性质的设计、调控及其生物医学应用

半导体纳米晶由于其丰富的能带结构和光学性质,在光电器件和生物医学应用等领域展现出了广阔的应用前景,且在过去的几十年中得到了广泛关注.因此,对其光学性质进行理性设计和精确调控具有重要的研究意义.本文简要综述了本研究组近年来在不同能带隙的无机半导体纳米晶的可控制备技术以及利用DNA纳米技术和蛋白质自组装手段构建具有特异光学性质的纳米结构等方面的相关研究工作,最后对这些纳米晶和纳米结构的独特光学性质及其在生物医学领域的应用研究进行了总结.     

可移动金核的二氧化钛空心球合成及光催化性质

Uniform hollow Au@TiO₂ core shell spheres with moveable Au nanoparticles were synthesized based on templating against Au@carbon spheres. The diameter of the shell of the Au@TiO₂ spheres could be controlled by adjusting the Ti(OC₄H₉)₄ hydrolyzing reaction time or the ratio of Ti(OC₄H₉)₄ to Au@carbon spheres, and the shell thickness of the core-shell spheres can be varied from 25 nm to 40 nm. As prepared hollow Au@TiO₂ core-shell spheres display enhanced photocatalytic activity in the initial stage of photocatalytic degradation of methylene blue compared with pure hollow TiO₂ spheres and the commercial photocatalyst TiO₂(P-25).     

硫化锌纳米粒子的乳液合成

纳米材料被人们认为是新型的功能材料^[1]。作为过渡金属硫化物,硫化锌（ZnS)材料显示出许多特异光电性能,在许多领域有着广泛的应用^[2],因而一直被应用和研究。     

纳米ZnO的制备及其光学性质的研究

采用均匀沉淀法，以尿素与硝酸锌反应制备纳米ZnO，通过TG-DTA、XRD、IR及TEM等手段对纳米粒子及中间体进行了表征，结果表明制得的纳米粒子粒度均匀，粒径分布窄。对纳米ZnO的发光特性研究表明，随焙烧温度升高，粒度的增大，可见绿色发射增强。同时对纳米ZnO与普通ZnO的发光性质进行了比较研究，指出纳米ZnO的绿色发光带有蓝移现象，这是由于纳米ZnO的量子尺寸效应引起的。BET测试表明，纳米ZnO的比表面为171．2m^2／g，有利于作催化剂。     

形貌可控贵金属纳米颗粒的合成、光学性质及生长机制

近二十年来, 贵金属纳米颗粒由于其独特的性质, 已成为人们广泛研究的课题. 研究人员应用多种方法来合成纳米尺度的贵金属材料并且探讨了纳米材料的性质与尺寸和形状的关系. 本文简单回顾贵金属纳米颗粒的合成方法, 主要讨论纳米颗粒的形状对其光学性质的影响和颗粒的生长机制, 最后简述贵金属纳米材料的应用前景.     

无膦方法合成高质量CdSe纳米晶及其光学性质

以合成的十碳酸镉作为Cd前驱体, 十八烯作为单质硒溶剂, 并添加十八胺作为活性剂, 在无三丁基膦或三辛基膦参与的条件下, 以较低温度制备了具有闪锌矿结构的高质量的CdSe纳米晶. 利用吸收光谱、荧光光谱(PL)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对不同反应时间得到的CdSe纳米晶进行形貌和光谱性质表征. 实验结果表明, 采用该无膦法只需调控反应时间就可得到粒径均一、分散性好的CdSe纳米晶, 其荧光波长可覆盖470-630 nm的可见光区, 而荧光峰半高宽则始终保持在24-30 nm之间并具有较高的荧光量子产率(535 nm处大于60%). 最后, 对CdSe纳米晶量子产率随反应时间变化的原因进行了分析.     

烷基化螺吡喃吲哚的合成及光学性质研究

为了增加螺吡喃吲哚与透明聚合物（ＰＭＭＡ）的相溶性,在螺吡喃吲哚分子中引入长烷基链,合成了１′－「十八烷基」－３′,３′－二甲基－６－硝基－８－「二十二酰氧基」－螺「２Ｈ－１－苯并吡喃－２,２′－二氢吲哚」,并用ＮＭＲ确定各中间体和最终产物的结构,ＨＰＬＣ显示产物中烷基化螺吡喃吲哚含量在９７％以上。将烷基化螺吡喃吲哚与ＰＭＭＡ制成厚度为５００ｎｍ左右的膜,研究该膜对紫外光的响应,获得烷基化螺吡喃吲哚开环和紫外吸收的关系,以及Ｊ－耦合构型与陈化的关系。     

单分散ZnS纳米球与纳米梭之间的形貌转换及光学性能研究

利用平平加作为表面活性剂, 正戊醇作为助表面活性剂, 环己烷作为油相, 以硫化钠(Na₂S)和醋酸锌(Zn(Ac)₂)作为反应物, 通过控制反应条件在反相胶束体系中合成出单分散的ZnS纳米球与纳米梭. 采用XRD和TEM对产物的结构和形貌进行表征, 结果表明产物均为六方相ZnS, 晶胞参数为a＝0.3823 nm, c＝56.2 nm, 纳米球直径约为50 nm, 纳米梭直径约为60 nm, 长度约为110 nm. 采用UV-Vis(紫外可见吸收光谱)和PL(荧光光谱)研究了产物的光学性能. 纳米球的紫外可见光谱的吸收峰出现在288 nm处, 而纳米梭在305 nm处有强吸收峰, 与块体材料相比, 分别有约60和50 nm的蓝移. 当激发波长为270 nm时, 纳米球和纳米梭产物分别能够发出波长为408和303 nm的紫外光.     

中空SiO_2纳米微球的制备与表征

在乙醇/氨水介质中,将SiO2包覆在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)微粒表面,利用一步法得到了中空纳米二氧化硅微球;研究了影响中空纳米二氧化硅微球形成的主要因素,并探讨了中空纳米SiO2微球的可能形成机理.结果表明,在一定的反应时间下,当氨水用量为0.6 mL、温度为70℃时,可以获得空心结构的SiO2纳米微球;通过控制四乙基原硅酸盐(TEOS)的量可以调节微球的包覆层厚度.     

纳米ZnS在KGM-AE高分子模板中的可控制备与光限幅性能研究

设计了一种新的乙酸酐改性魔芋葡苷聚糖(KGM-AE)作为高分子模板，通过调节模板剂的改性度、模板剂溶液浓度以及Zn²⁺离子浓度，探讨了ZnS纳米粒子形成的机理，制备出了大小及形貌可控的纳米ZnS。利用IR、ICP-AES、XRD、TEM等对ZnS结构进行了表征，并测定了纳米ZnS光限幅性能，结果显示纳米ZnS溶液均呈现出明显的光限幅性能。     

巯基保护的中空金纳米球

基于全统一模型和密度泛函理论(DFT)计算,我们提出了具有高对称性和稳定性的巯基保护的中空金纳米球Au₆₀(SR)₂₀的原子结构。Au₆₀(SR)₂₀由一个二十面体Au₅₀富勒烯中空笼子(由20个四面体Au₄融合构成)和10个[―RS―Au―SR―]订书针结构组成,并遵循“分离和保护”规则。DFT计算表明,这种空心Au₆₀(SR)₂₀纳米球具有大的带隙(1.3 eV)以及在笼中心的核独立化学位移(NICS)为负值(−5),表明其高度的化学稳定性。此外,四面体Au₄单元中心的NICS值远大于空心笼中心的NICS值,表明Au₆₀(SR)₂₀的总体稳定性可能来自每个四面体Au₄单元的局部稳定性。正的谐波振动频率说明Au₆₀(SR)₂₀纳米球至少是势能表面的局部最小值。另外,我们还通过融合四面体Au₄层设计了双层中空金纳米球,表明调整中空金纳米球壳层厚度是可行的。最后,我们还介绍了更大的中空金纳米球Au₁₈₀(SR)₆₀的设计。这项工作提供了可控设计中空金纳米球的新策略。     

Pt纳米空球粒径的可控制备及其甲醇电催化氧化

利用表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDSN）的调控合成不同粒径的硒模板和铂纳米空球（Pthollow）,并将其修饰于玻碳（GC）基底即可制得Pthollow/GC电极;采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）和X射线光电子能谱等观察表征了Pthollow样品的形貌与组成;以甲醇为探针分子,研究Pthollow/GC和电沉积铂电极（Ptnano/GC）对甲醇氧化的电催化活性. 结果表明,由铂原子簇团构筑的多孔铂纳米空球粒径均匀,分散性好;用4 μmol·L^-1 SDSN控制合成的直径为130 nm的Pthollow制备的Pthollow/GC电极对甲醇氧化的电催化活性最佳.     

中空碳纳米球的制备及VOCs吸附性能

首先, 在碱性条件下, 不使用表面活性剂, 采用St?ber小球法以正硅酸四乙酯(TEOS)和正硅酸四丙酯(TPOS)为硅源, 生成初级氧化硅球形颗粒; 然后, 使酚醛树脂(间苯二酚和甲醛)与球形氧化硅的羟基共缩合形成酚醛树脂-氧化硅复合材料; 最后, 经高温碳化和酸蚀获得了空心碳纳米球(HCNSs). 通过调节TEOS/TPOS的摩尔比获得了一系列具有良好的单分散性且粒径、 壁厚可调节的HCNSs, 其粒径和壁厚分别在280~430 nm和15~63 nm的范围内. 仅以TPOS为硅源时合成的HCNS-0/4具有较大的粒径(426 nm)和壁厚(63 nm)、 较高的比表面积(1216 m²/g)和孔容(0.508 cm³/g), 并且具有较大的挥发性有机化合物(VOCs)吸附性能, 其正己烷、 甲苯和油气的静态吸附容量分别为2.02, 1.42和0.926 g/g, 正己烷和甲苯的动态吸附容量分别为2.01 g/g和1.37 g/g, 均远高于商业化活性炭.     

锆酸钡/聚合物复合中空纳米球的水热合成

采用聚合物辅助水热合成方法, 在强碱条件下加入PAA和PVA的混合液,实现了聚合物/锆酸钡复合中空纳米球的软化学一步合成, 而且球壳为有机-无机复合材料, 有望用于吸附分离、催化剂载体、轻质陶瓷和涂料等方面.     

ZnS微米球的水热合成及光催化性能研究

以L-半胱氨酸为硫源,明胶作为组装剂,采用水热方法制备了粒径均一的ZnS微米球。利用XRD,TEM,FESEM,FTIR探讨了明胶、反应时间和反应温度对产物形貌和尺寸的影响,其结果表明ZnS微米球是由ZnS纳米颗粒组装而成的3D多级结构。光催化性能研究表明,明胶的加入提高了最终产物的光催化性能。利用产物的荧光发光性能解释了其光催化性能产生差异的原因。