钛表面生物活性榍石/氧化钛复合涂层的结构和磷灰石形成机理

采用微弧氧化和热处理复合技术,在钛表面制备了具有双层结构的榍石/氧化钛复合涂层。榍石/氧化钛复合涂层的外层是由微弧氧化涂层经热处理后晶化生成;而内层是由钛基底的氧化生成,并且氧化钛表现出不同的Ti,O原子比。由于钛基底的氧化,孔径在50~500nm的微孔呈层状结构分布在涂层内层。与微弧氧化涂层相比,该复合涂层具有很好的磷灰石诱导能力,这是由于榍石沿着特定晶面和晶向与羟基磷灰石表现出良好的晶体学匹配关系,从而为磷灰石的成核和取向沉积过程提供良好的位点。     

钛表面钠氢氧钛纳米线的结构、生物活性和MC3T3-E1细胞响应

采用化学方法处理微弧氧化(MAO)制备的含Si、Ca元素的Ti O2涂层(SC),获得钛氢氧钠(Na0.8H1.2Ti3O7)生物活性纳米线结构。化学处理过程中,SC涂料表面出现了Ca、Na元素溶解,Si元素沉积的现象。化学处理后的SC涂层比SC涂料具有更好的吸水性和诱导磷灰石形成能力。这与处理后涂层(SHTO)特殊的纳米结构有关,在模拟体液浸泡过程中更容易形成Ti-OH。同时,钠氢氧钛纳米线的表面形貌、相组成、OH基团以及良好的湿润能力使其更加适合于MC3T3-E1细胞的粘附和增值。     

钛表面钠氢氧钛纳米线的结构、生物活性和MC3T3-E1细胞响应

采用化学方法处理微弧氧化(MAO)制备的含Si、Ca元素的TiO₂涂层(SC), 获得钛氢氧钠(Na_0.8H_1.2Ti₃O₇)生物活性纳米线结构。化学处理过程中, SC涂料表面出现了Ca、Na元素溶解, Si元素沉积的现象。化学处理后的SC涂层比SC涂料具有更好的吸水性和诱导磷灰石形成能力。这与处理后涂层(SHTO)特殊的纳米结构有关, 在模拟体液浸泡过程中更容易形成Ti-OH。同时, 钠氢氧钛纳米线的表面形貌、相组成、OH基团以及良好的湿润能力使其更加适合于MC3T3-E1细胞的粘附和增值。     

医用钛表面组织结构和形貌特征与表面生物活性的研究

通过物理、化学或者电化学表面改性的方法改变钛表面氧化钛膜的结构、化学成份等可赋予钛金属及其合金生物活性,从而在体内实现材料与硬组织间的生物活性结合。本文探讨钛表面氧化钛膜的结构、化学成份、表面形貌和微观结构对其生物活性的影响。     

钛表面含硅羟基磷灰石涂层的电化学合成和表征

在含有Ca2+,PO43-以及SiO32-的电解液中,通过电化学恒电位方法,在工作电压为3 V温度为85℃的条件下沉积1 h,于钛表面上制得含硅羟基磷灰石涂层。通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、探针式轮廓仪(SP)、红外光谱(FTIR)对涂层进行分析。结果表明:电化学恒电位方法可制得Si饱和含量为0.55wt%左右的Si-HA涂层,Si以SiO44-形式取代PO43-进入HA晶格,造成羟基磷灰石中OH-减小以维持电荷平衡。另外,电解液中Si元素的存在抑制涂层中HA晶体的生长,使涂层变薄,且当电解液中nSi/(nSi+nP)达到20%时Si-HA晶体形貌由单独的棒状转变为根部相连的树枝状。     

羟基磷灰石/氧化锆复合涂层热稳定性和结合强度的研究

为了提高羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)涂层的结合强度，采用水热电沉积法在HA涂层中引入第二相颗粒氧化锆(ZrO₂)制备HA/ZrO₂复合涂层，研究了ZrO₂晶型对涂层表面形貌、相组成、热稳定性和涂层结合强度的影响。实验结果表明，ZrO₂的复合减小了HA晶体尺寸，但不影响HA水热电沉积的机理；1 200 ℃热处理后，HA分解生成的CaO和ZrO₂形成固溶体，使单斜晶型(m-ZrO₂)和四方晶型(t-ZrO₂)的ZrO₂转变为立方晶型的的ZrO₂(c-ZrO₂)，并促进HA的完全分解；HA/ZrO₂复合涂层的结合强度明显高于纯HA涂层的结合强度，且随涂层中ZrO₂含量增大和热处理温度的升高而增大。1 000 ℃热处理后，HA/ZrO₂复合涂层既有较高的结合强度，又可获得对骨生长有利的HA+β-Ca₃(PO₄)₂(β-TCP)双相结构。     

微弧氧化法制备WO_3/TiO_2复合薄膜的结构及光催化性能

采用微弧氧化工艺分别在钨酸盐和磷酸盐电解液中制备了WO_3/TiO_2复合薄膜和单一的TiO_2膜(P-TiO_2),利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光谱和荧光光谱对这两种膜层的结构及光物理特性进行了表征.结果表明,P-TiO_2膜由锐钛矿与金红石混合相组成,而WO_3/TiO_2膜中除锐钛矿与金红石混合相外,还含有W0O相.两种膜层表面粗糙多孔,WO_3/TiO_2膜的孔洞数量更多,分布更均匀.WO_3/TiO_2膜的光吸收范围较P-TiO_2膜略宽,但后者在紫外光区的光吸收性能更好.WO_3O/TiO_2膜的荧光发光强度比P-TiO_2的小,光生电子-空穴之间的分离效果好.与P-TiO_2膜相比,WO_3/TiO_2膜的表面酸度高,吸附有机物和羟基的能力更强.紫外光下照射2 h,WO_3/TiO_2能够降解85%罗丹明,而P-TiO_2膜只能降解23%.WO_3/Ti0_2膜的高光催化活性源于它较高的比表面积、较优的电子.空穴分离效果和较高的表面酸度.     

钙钛石型复合氧化物催化剂LaMn~yCo~1-yO~3的催化性能研究Ⅰ.在氨氧化反应中氧的形态和催化性能的关系

用XRD,XPS和TPD等手段研究了钙钛石(ABO_3)型复合氧化物催化剂LaMn_yCo_(1-y)O_3中氧的形态;研究了催化剂在氨氧化反应中的活性,发现这类氧化物中存在三种形态的氧种(α,β,β’).它们所对应的脱附温度分别为293K≤T_α≤773K,773K≤T_β≤1073K,T_β’≥1073K.研究了它们与催化剂组成、结构及催化性能之间的关系,并用缺陷化学反应和B位离子之间的相互作用模型进行了解释.α氧的吸附强度和吸附量与催化活性成正比关系.B位离子之间的协同作用有利于氨氧化反应的进行.     

钙钛石型复合氧化物LaFe_yMn_（1－y）O_3的化学性质与氨氧化性能之间的关系

研究了Ｂ位二元复合钙钛石型氧化物ＬａＦｅｙＭｎ１－ｙＯ３对氨氧化反应的催化性能，用多种手段对催化剂进行了表征．讨论了氨氧化反应中ＮＯ选择性与催化剂固物圳化学性质之间的关系．发现催化剂的品体结构和过渡金属离子的氧化还原性质是影响催化剂物化性质和催化性能的重要困素．Ｂ位少量掺杂对ＮＯ选择性的影响是显著的．富锰区ＮＯ选择性主要取决于Ｍｎ４＋离子的浓度，富铁区则主要与Ｆｅ离子的状态和催化剂的缺陷结构有关．     

钙钛石型复合氧化物催化剂LaMn~yCo~1~-~yO~3催化性能的研究 Ⅱ. 过渡金属离子之间的相互作用与在氨氧化反应中的催化性能

发现钙钛石型复合氧化物LaMnyCo_(1-y)O_3中B位过渡金属离子Mn,Co之间的相互作用及其氧化还原性能是影响氨氧化反应中NO选择性的重要因素.B位少量掺杂可促进过渡金属离子的氧化还原性,但B位组成相当时时(y=0.5),则不利于它们的氧化还原.富锰区(y>0.5),Mn~(3 )-O~(2-)-Mn~(4 )的超交换作用对样品的磁性及NO选择性起决定作用,富钴区(y<0.5),Co~(2 )和Co~Ⅲ离子的存在及其浓度是影响NO选择性的主要因素.y=0.5时样品的结构决定了样品的强铁磁性质,并由于Mn~(3 )-O~(2-)-Co~(3 )之间不易氧化还原因而对生成NO不利.     

微孔羟基磷灰石/聚(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯)复合微球的制备及其吸附性能

以微孔纳米羟基磷灰石(HAP)为无机载体,甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)为聚合单体,采用悬浮聚合法制备了HAP/P(MMA-St)复合微球。研究了影响球体粒度及其分布的主要因素和微球的吸附性能。结果表明,表面活性剂用量(质量分数,下同)为1‰,MMA用量为2%,HAP用量为30%,转速为300r/min时复合微球的合格球收率最高,为86.4%。当微球中HAP的质量分数为36.07%时,HAP/P(MMA-St)微球对牛血清蛋白的最大吸附量Qe=18.70mg/g,比未加HAP时,增加了4.65mg/g。     

La_(1-x)Ce_xFeO_3钙钛石的制备及高变催化反应性能

根据变换反应机理及钙钛石型化合物的结构特征 ,对La1-xCexFeO3钙钛石无铬高变催化剂进行了设计和制备。DTA和XRD结果表明 :采用机械混合热分解法 ,La1-xCexFeO3钙钛石可在 730～ 76 0℃时生成。活性评价及耐热实验结果表明 :当x≤ 0 5时 ,La1-xCexFeO3(.K)具有较高的热稳定性 ;当x >0 5时 ,在高温变换反应条件下 ,La1-xCexFeO3(.K)将部分或全部转化为铈氧化物和铁氧化物 ,并使催化活性显著降低 ;对于x =0 5的情况 ,在 5 30℃时 ,CO的变换率可高达 6 8%。助剂钾能显著提高低温变换活性 ,同时使高温活性略有降低 ,但对热稳定性几乎没有影响。La0 .5Ce0 .5FeO3(.K)是有开发前景的无铬高变催化剂。     

原位还原类钙钛型复合氧化物上碳纳米管的制备(英文)

在流动床反应器上利用原位还原类钙钛复合氧化物所得纳米金属颗粒（Ｆｅ、Ｃｕ）催化裂解ＣＨ４可大量制备尺寸均一的碳纳米管。制备的碳纳米管形貌通过透射电镜（ＴＥＭ）来观察表征。电镜观察结果表明,利用不同的类钙钛型复合氧化物可以合成具有不同结构的碳纳米管。     

电流密度对钙磷沉积层组成和结构的影响(英文)

用X射线衍射、激光拉曼光谱以及等离子体原子发射光谱等技术研究了电化学沉积钙磷陶瓷过程中 ,电流密度对电沉积层组成和结构的影响 .实验表明阴极表面得到的沉积物是几种钙磷盐组成的混合物 ,且其成份随电流密度的改变而发生较大的变化 .在电解液温度为 75℃条件下 ,当控制电流密度较低时 ,沉积层主要由CaHPO4· 2H2 O (DCPD)和Ca8H2 (PO4) 6· 5H2 O (OCP)组成 ;随着电流密度的增加 ,阴极表面逐渐生成Ca3 (PO4) 2 ·nH2 O (TCP)和Ca10 (PO4) 6(OH) 2 (HAP) .当电流密度大于 5mA/cm2 时 ,电沉积层的主要成份为羟基磷灰石 (HAP) .     

线状和树枝状银纳米结构、形成机理及表面增强拉曼散射性质(英文)

以聚丙烯酰胺(PAM)为模板,在液相中通过不同浓度的抗坏血酸还原硝酸银能够得到缠结的线状和树枝状银纳米结构.该方法合成条件温和(常温常压)、产率高、成本低、操作简单,并且得到了特殊形貌的缠结收光在谱一对起线的状线和状树银枝纳状米银结纳构.米通结过构透的射形电貌子和显性微质镜进(T行E了M)表,扫征描.研电究子表显明微,镜PA(SMEM对)线、拉形曼产光物谱的和形紫成外起?可了见决吸定性作用.在反应初期,大量新生成的银核被PAM链吸附,小颗粒逐渐长大,进而相连,导致生成了缠结的线状银纳米结构.另外,抗坏血酸的浓度越高,越不利于线状结构的生成.利用对巯基苯胺(PATP)为探针分子研究了银纳米结构的表面增强拉曼散射(SERS)活性,结果表明线状银纳米结构具有较强的表面增强拉曼散射效果.     

用乙二胺四乙酸和Pt(NO3)2制备Pt/C催化剂及其形成机理

在用Pt(NO3)2作前驱体制备Pt/C催化剂时,乙二胺四乙酸(EDTA)的存在能有效地降低Pt粒子粒径并改善其分散度。发现加入EDTA不能与Pt2+配位形成络合物,而是通过静电作用将Pt2+包裹起来,使生成的Pt粒子不易团聚,得到的Pt/C催化剂中Pt粒子的平均粒径为3 nm,而且分布均匀,因此,得到的Pt/C催化剂对甲醇氧化有很好的电催化活性和稳定性。     

CeO2/Pt(111)反向催化剂结构和活性的密度泛函理论研究(英文)

铈基材料因其独特的Ce⁴⁺/Ce³⁺转化性质而广泛运用于非均相催化反应中.尽管在实验和理论上对纯净二氧化铈表面的物理和/或化学性质进行了深入研究,但是与二氧化铈有关的界面结构和反应性能引起了人们的极大兴趣.其中,已有报道表明,氧化铈/金属反向催化剂相较于氧化铈、金属或者金属/氧化铈负载材料能明显提高CO催化氧化和水汽转化等反应活性.然而多数前期研究并没有从理论上给出合理解释,同时也并未说明反向催化剂中氧化铈结构(层数)和性质的关系.可以预见,因受到金属基板的影响,二氧化铈表面的物化性质,如氧空位形成能、电子分布、催化活性等必然会发生变化.本文通过库伦作用校正的密度泛函理论(DFT+U)计算,系统地研究了不同厚度的Ce O₂/Pt(111)反向催化剂几何结构和电子性质,催化CO氧化的性能.本文首先在Pt(111)载体上明确了单层Ce O₂(111)的最佳结构,然后研究随着二氧化铈厚度增加,各复合结构界面热力学稳定性、几何结构和电荷性质的变化.计算结果表明:首先,单层Ce O₂/P...     

铁双(环戊二烯巯基)环戊二烯基钛(Ⅳ),锆(Ⅳ)的合成和结构表征

1,1’-二巯基二茂铁分别和二氯二茂钛(Ⅳ),二氯二茂锆(Ⅳ)在无水苯中在氨基钠存在下反应,合成了两个未见报道的化合物Fe(η~5-C_5H_4S)_2M(η~5-C_5H_5)Cl[M=Ti,Zr]。它们的组成和结构经元素分析,IR和~1HNMR得到证实。     

铁双(双戊二烯巯基)环戊二烯基钛(Ⅳ), 锆(Ⅳ)的合成和结构表征

1, 1'-二巯基二茂铁分别和二氯二茂钛(Ⅳ), 二氯二茂锆(Ⅳ)在无水苯中在氨基钠存在下反应, 合成了两个未见报道的化合物Fe(η^5-C5H4S)2M(η^5-C5H5)Cl[M=Ti, Zr]。它们的组成和结构经元素分析,IR和^1H NMR得到证实。     

稀土-碱土-过渡金属类钙钛石(A2BO4)复合氧化物催化剂的固态物化性质及对Nox 消除反应的催化性能

用柠檬酸络合法制备了多个系列的类钙钛石(A2BO4)结构的复合氧化物催化剂, 系统地研究探讨了该类催化剂的晶体与光谱结构、缺陷结构、对NO和CO等小分子的吸附性能、对氧的吸脱性能及氧化还原性能和稳定性, 同时考察了上述多个系列催化剂对NO直接分解和CO还原NO反应的催化性能. 发现Ni系A2BO4复合氧化物是NO直接分解的高活性催化体系, 特别是LaSrNiO4-λ催化剂具有很高NO的分解活性, 其活性高于文献报道Y-Ba-CuO/MgO的和Co系ABO3催化剂. 同时发现LaSrCuO4-λ具有较高的CO还原NO催化性能. 提出了在类钙钛石复合氧化物催化剂上NO分解和还原反应统一的氧化还原反应机制, 并比较了两个反应的异同点, 确认了氧空位在上述反应中的作用. 并较深入的探讨了取代效应、过渡元素、稀土元素和结构效应对NO分解和CO还原NO反应的影响机制. 本文分析总结了作者在类钙钛石(K2NiF4)结构复合氧化物的固态物化性质及对 Nox消除反应的催化性能方面的基础性研究结果.