液相合成金纳米团簇

作为过渡金属团簇的一种,金纳米团簇由于具有不同于其它纳米材料的特殊物化性能,在催化、光学、电学及生物技术等领域具有潜在的应用前景。本文综述了液相合成金纳米团簇的研究进展,主要包括有机膦化物和硫醇保护的金纳米团簇的合成方法与晶体结构,这将为金纳米团簇的研究者提供一定的参考。     

模板法合成纳米结构材料

模板法（包括硬模板和软模板法）是制备纳米结构材料的常用方法,可用来制备多种物质的各种形状（如：球形粒子、一维纳米棒、纳米线、纳米管以及二维有序阵列等）的纳米结构,近年来关于这一领域的研究较为活跃。本文介绍了近年来利用氧化铝、二氧化硅、碳纳米管、表面活性剂、聚合物、生物分子等作模板制备多种物质的纳米结构材料的一些进展。     

分级结构纳米材料的液相合成策略

由于具有多层次、多维度、多组分的耦合和协同效应,分级结构纳米材料的设计合成近年来吸引了广泛的关注.本文从分级结构的三种实现方式,即核壳结构、节型结构和分支结构,分别介绍其液相合成方法进展,并侧重从晶体成核生长和反应动力学等角度对分级结构的形成原理和影响因素进行阐述.总的来说,分级结构材料的构筑主要涉及次级结构材料在初级结构材料上的异质成核生长或两种材料之间的成分交换.其中,材料之间的晶格匹配度、次级结构材料的过饱和度及化学成键情况等是影响二次相成核位点及方式的重要因素,而对晶面能的调控是调节二次相材料生长行为的重要途径.对基于成分交换的合成策略来讲,一个重要的前提条件是两种材料具有相同的阴离子或阳离子.     

异相晶核法液相合成金红石型TiO2纳米晶

分别以SnCl₂·2H₂O和SnCl₄·5H₂O为锡源,采用胶溶晶核法,经沉淀和胶溶过程,在液相中一步合成了金红石型TiO₂.详细考察了各种胶溶条件对产物结构的影响,并通过两种锡源实验结果的比较对异相晶核法中两种锡源的成晶机理进行了分析.所合成的金红石型TiO₂晶粒度为20～50nm,两种方法获得完全金红石型TiO₂所需引入SnO₂的最低物质的量的分数分别为10%和8%.     

花状硫化铟纳米多级结构的液相合成及形貌调控机理

以C2H5NS和In(NO3)3为前驱物,采用简单的液相法成功制备了In2S3纳米多级结构,C2H5NS作为硫源的同时也起到了模板剂的作用.研究结果表明,前驱物浓度对In2S3形貌控制起着重要作用.随着In(NO3)3/C2H5NS摩尔比从1∶1.5增加到1∶6,In2S3纳米花呈现了不同的形貌和尺寸.XRD谱图显示,In2S3纳米花晶体具有立方结构.SEM和TEM照片显示,制备的In2S3纳米结构呈多级花状结构,这种结构由纳米片堆积组装而成.通过第一性原理计算并结合实验结果对C2H5NS影响纳米片生长的机理进行了分析,结果表明C2H5NS在In2S3(001)晶面上的吸附可以有效降低晶面的表面能,起到稳定晶面的作用;纳米花的形成是在C2H5NS影响In2S3的晶面稳定性及其成核速率之间的一个协同效应.In2S3纳米晶的形貌可以通过调整反应溶液中的C2H5NS浓度来调节.     

层状纳米MnO2的液相合成及其电容性能

液相合成;超级电容器;δ－MnO2;电容特性     

高分子模板法合成特殊形态的氧化锌纳米结构材料

利用超分子模板法的形态花样复制制备具有复杂形态的无机超细材料已引起越来越多人的兴趣[1,2].模板与无机物之间的协同作用可制得有内部通道的新型中空分子筛[3,4],但无机材料合成在纳米尺度及亚微米尺度上的形态花样仍落后于生物矿化.生物矿化的独特之处在于可以通过自组合的有机集体或超分子模板通过材料复制而转变为有序的无机结构(如骨,壳,齿),这一合成原理也引导了我们利用高分子模板合成具有复杂形态的无机材料. 作者利用不同分子量的非离子型聚合物PEG作为大分子表面活性剂,在特定的胶束浓度范围和介质体系中形成超分子模板,以之作为"微反应器”并利用PEG与无机物之间的协同作用,控制模板水核中的水解反应;在特定的试剂浓度与比例、温度等条件下,除制备了具有球形、针/棒状纳米氧化锌粒子外,还制得了均匀分散的六角形、片状、螺旋棒状的氧化锌纳米、亚微米材料.     

用于微生物体标记的CdTe半导体纳米晶超声波水相合成

利用超声波法制备高质量CdTe半导体纳米晶体, 采用该方法不仅降低了实验成本, 简化了实验流程, 而且还可制备出量子产率达到50%的CdTe纳米晶体, 具有较好的光谱学性质, 可用于莱姆病伯氏螺旋体(微生物)的荧光标记, 有利于提高对该病的检测效率.     

纳米氧化镍的固相合成

纳米氧化镍的固相合成;NiO;纳米粒子;固相反应;合成机理     

钯纳米微粒的微波高压液相合成及共振散射光谱研究

以柠檬酸钠作为制备钯纳米微粒晶种的还原剂,聚丙烯酰胺作为晶种生长的还原剂和稳定剂,采用微波高压液相合成法制备液相钯纳米粒子。TEM表明,钯纳米粒子呈球形,通过改变柠檬酸钠浓度可获得粒径为6－76nm的钯纳米粒子。柠檬酸在216nm处有一个吸收峰。聚丙烯酰胺在205nm处有一个吸收峰。钯纳米粒子体系在紫外可见光波长范围内无吸收峰,随着波长的降低其吸收增大。粒径为6－76nm的低浓度钯纳米粒子均在470nm、510nm、400nm、800nm和940nm产生五个共振散射峰。     

多级复合半导体纳米材料的制备

金属氧化物、Ⅲ-Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ等半导体纳米材料由于其独特的功能性质已广泛应用于光学、电子、太阳能转化、催化等领域,是当今先进材料领域的研究前沿与热点。随着科技的发展,人们对材料的高效、多功能要求已成为必然,对半导体材料发展要求亦如此。多组分复合、多层次结构协同是实现半导体纳米材料多功能化与高效化的有效途径。构筑多级结构组合纳米半导体,不但可以调控其能带结构而提高半导体材料的光电与催化性能,而且由于多级低维纳米结构聚集时形成的空间位阻效应可以有效克服纳米晶“易团聚”难题。本文提出多级结构组合纳米晶的概念、分类,结合近年来该领域的研究实践,较系统地综述了多级复合半导体纳米结构制备的最新研究进展。首先简要介绍了多级复合半导体纳米材料的概念与典型结构; 其次对典型多级复合半导体纳米材料的制备方法进行了重点评述,分别综述了液相法、气相法以及最新发展起来的静电纺丝等方法在多级结构半导体复合纳米材料制备中的应用实践。再其次,对以具有半导体特性的石墨烯及其功能化衍生物为基体的新型多级复合半导体纳米材料的制备做了综述。最后对半导体/半导体多级结构复合纳米材料的发展方向做了展望。     

Synthesis of Copper Oxide Hierarchical Nanostructures

The copper oxide (CuO) hierarchical nanostructures were synthesized by a simple hydrothermal reaction, using copper(II) acetylacetonate and NaOH as the reactants. The morphologies of CuO nanostructures are strongly influenced by the dosage of copper(II) acetylacetonate, alkali concentration and reaction temperature. The possible formation process was also discussed on the basis of time‐dependent experiments. This simple solution‐phase method may be useful for morphological synthesis of other oxides nanocrystals.     

TiO_2一维纳米材料及其纳米结构的合成

本文对合成TiO2一维纳米材料及其有序纳米阵列的阳极氧化法、模板法以及水热法进行了全面而系统的评述,着重介绍了它们的最新研究进展。阳极氧化法能制备牢固负载于基体上的TiO2纳米管阵列,这有助于构筑TiO2纳米结构及其在纳米器件上的应用;与多种制备技术如溶胶-凝胶工艺、电化学沉积以及原子层沉积等相结合,模板法可以合成出多种形貌的TiO2纳米材料如纳米管、纳米线和纳米棒,并且可以通过改变所用模板的微观尺寸来调控TiO2一维纳米材料及其有序阵列的微结构参数;水热合成法可以制备出直径小且比表面积大的TiO2纳米管粉末。从目前来看,该法还不能制备出牢固负载于基体上的有序纳米阵列。文章最后指出了TiO2一维纳米材料及其有序纳米阵列合成中存在的问题及今后发展方向。     

TiO2一维纳米材料及其纳米结构的合成

本文对合成TiO₂一维纳米材料及其有序纳米阵列的阳极氧化法、模板法以及水热法进行了全面而系统的评述，着重介绍了它们的最新研究进展。阳极氧化法能制备牢固负载于基体上的TiO₂纳米管阵列，这有助于构筑TiO₂纳米结构及其在纳米器件上的应用；与多种制备技术如溶胶－凝胶工艺、电化学沉积以及原子层沉积等相结合，模板法可以合成出多种形貌的TiO₂纳米材料如纳米管、纳米线和纳米棒，并可以通过改变所用模板的微观尺寸来调控TiO₂一维纳米材料及其有序阵列的微结构参数；水热合成法可以制备出直径小且比表面积大的TiO2纳米管粉末。但从目前看来，该法还不能制备出牢固负载于基体上的有序纳米阵列。文章最后指出了TiO₂一维纳米材料及其有序纳米阵列合成中存在的问题及今后发展方向。     

One‐Step Synthesis of SnO2 and TiO2 Hollow Nanostructures with Various Shapes and Their Enhanced Lithium Storage Properties

A versatile one‐step method for the general synthesis of metal oxide hollow nanostructures is demonstrated. This method involves the controlled deposition of metal oxides on shaped α‐Fe₂O₃ crystals which are simultaneously dissolved. A variety of uniform SnO₂ hollow nanostructures, such as nanococoons, nanoboxes, hollow nanorings, and nanospheres, can be readily generated. The method is also applicable to the synthesis of shaped TiO₂ hollow nanostructures. As a demonstration of the potential applications of these hollow nanostructures, the lithium storage capability of SnO₂ hollow structures is investigated. The results show that such derived SnO₂ hollow structures exhibit stable capacity retention of 600–700 mAh g^?1 for 50 cycles at a 0.2 C rate and good rate capability at 0.5–1 C, perhaps benefiting from the unique structural characteristics.     

General and Facile Syntheses of Metal Silicate Porous Hollow Nanostructures

Porous hollow nanostructures have attracted intensive interest owing to their unique structure and promising applications in various fields. A facile hydrothermal synthesis has been developed to prepare porous hollow nanostructures of silicate materials through a sacrificial‐templating process. The key factors, such as the concentration of the free metal cation and the alkalinity of the solution, are discussed. Porous hollow nanostructures of magnesium silicate, nickel silicate, and iron silicate have been successfully prepared by using SiO₂ spheres as the template, as well as a silicon source. Several yolk–shell structures have also been fabricated by a similar process that uses silica‐coated composite particles as a template. As‐prepared mesoporous magnesium silicate hollow spheres showed an excellent ability to remove Pb²⁺ ions in water treatment owing to their large specific surface and unique structures.     

Systematic Synthesis of ZnO Nanostructures

In this study, we report a simple solution‐phase method to prepare ZnO nanostructures with controllable morphologies. By using oleylamine (OAm) and dodecanol (DDL) as solvents, zinc oxide nanocrystals with tunable sizes and diverse shapes (hexagonal pyramids, bulletlike, and pencil‐like shapes) have been obtained under mild conditions. At the same time, the introduction of presynthesized gold nanocrystals can also lead to the hybrid nanostructures of gold–zinc oxide hexagonal nanopyramids. In addition, the possible formation mechanism of the as‐prepared ZnO nanostructures has been investigated. Notably, the unique optical properties of the ZnO nanostructures with different sizes and shapes have also been discussed. We hope that this strategy will be a general and effective method for fabricating other metal oxide nanocrystals.     

Engineering Hierarchical Nanostructures by Elastocapillary Self‐Assembly

Surfaces coated with nanoscale filaments such as silicon nanowires and carbon nanotubes are potentially compelling for high‐performance battery and capacitor electrodes, photovoltaics, electrical interconnects, substrates for engineered cell growth, dry adhesives, and other smart materials. However, many of these applications require a wet environment or involve wet processing during their synthesis. The capillary forces introduced by these wet environments can lead to undesirable aggregation of nanoscale filaments, but control of capillary forces can enable manipulation of the filaments into discrete aggregates and novel hierarchical structures. Recent studies suggest that the elastocapillary self‐assembly of nanofilaments can be a versatile and scalable means to build complex and robust surface architectures. To enable a wider understanding and use of elastocapillary self‐assembly as a fabrication technology, we give an overview of the underlying fundamentals and classify typical implementations and surface designs for nanowires, nanotubes, and nanopillars made from a wide variety of materials. Finally, we discuss exemplary applications and future opportunities to realize new engineered surfaces by the elastocapillary self‐assembly of nanofilaments.