三维有序二氧化锰大孔材料的模板技术合成及表征

以单分散SiO2 胶态晶体球形成的三维有序结构为模板 ,利用胶体晶模板技术合成了三维长程有序的二氧化锰大孔材料 .通过X射线粉末衍射 (XRD)和扫描电子显微镜 (SEM)对产物进行了表征 .其中XRD数据显示所得产物为纯四方相二氧化锰 .SEM结果表明 ,所合成的二氧化锰大孔材料孔大小均匀 ,空间排列高度有序 ,很好地复制了SiO2 胶态晶体球的自组装方式 .此外 ,对三维有序二氧化锰大孔材料的合成过程进行了分析 ,研究了前体填充次数对产物孔结构的完整性和有序性的影响 ,还发现产物孔径的收缩存在异常现象 .     

杂化材料在能源和光电领域中的应用

材料中粒子的结构、分散性及其化学功能对其性质起着决定性的作用。采用C60和POSS等粒子自组装成新型高功能材料,致力于该领域的科学和基础研究,包括发展新的合成技术,以及有效和精确地控制材料中粒子的结构与分散程度。现已用C60和POSS纳米颗粒制得聚合物和卟啉杂合物。这些聚合物能够在溶液中组装成聚合物单晶或胶柬。同时,卟啉复合物可自组装成圆盘柱状结构。最后,C60-POSS聚合分子结晶形成导电和绝缘层交互的结构。因此,将颗粒有机地整合在材料中对推动技术进步具有重要的意义。     

模板技术制备一维纳米纤维及其阵列

以阳极多孔氧化铝膜为模板 ,制备了一系列一维结构材料及其阵列体系 ,材料的结构和阵列方式可调 .主要包括两方面内容 :通过功能单体的自由基聚合 ,制备了核壳结构的双重凝胶纳米纤维PDMA/PNH4AA及其阵列 ,控制氧化铝膜表面的润湿性 ,双重凝胶纳米纤维的核壳结构可以发生相反转 ,通过银离子与PNH4AA相的选择性复合 ,制备了柔性银纳米纤维或管 ;结合嵌段共聚物的自组装和无机物的溶胶 /凝胶过程 ,制备了一维有序介孔二氧化硅及其阵列体系 ,改变嵌段共聚物的浓度 ,可以控制二氧化硅的介观结构 .此材料易于进行异质复合 ,因而便于制备功能性一维复合材料及其阵列体系     

纳米介孔ZrO2及其表面修饰的发光性质

水热合成法制备的高度有序多孔ZrO2具有规则六角排列、均匀纳米孔洞(约1．8nm)，并且其蓝、(近)紫外光发射强度比纳米微晶材料高2个数量级。本文研究了纳米介孔ZrO2这种不同于常规体材料与纳米晶材料的特殊发光性质。通过化学方法对纳米介孔ZrO2进行表面修饰后，能进一步提高其光发射聋度约3倍。通过这些发光性质的研究，以期增进对ZrO2发光机理的认识。     

对氨基苯甲酸在不同基底上的SERS研究

用氢气还原氧化银的方法合成了粒径约为100nm的银纳米粒子,然后在表面经PVP修饰的载玻片上以自组装的方式构筑了银纳米粒子单层和双层二维有序阵列,在铝基底上通过对氨基苯甲酸成功构筑了银纳米粒子的有序组装体,用扫描电镜进行了表征;对不同基底二维有序阵列的表面增强拉曼光谱进行了研究,结果表明,对氨基苯甲酸在银和铝基基底上都是垂直吸附,其表面拉曼增强效应是电磁场增强占主导地位,但同时也有化学增强的贡献。     

模板技术制备-维纳米纤维及其阵列

以阳极多孔氧化铝膜为模板，制备了一系列一维结构材料及其阵列体系，材料的结构和阵列方式可调．主要包括两方面内容：通过功能单体的自由基聚合，制备了核壳结构的双重凝胶纳米纤维PDMA／PNH4AA及其阵列，控制氧化铝膜表面的润湿性，双重凝胶纳米纤维的核壳结构可以发生相反转，通过银离子与PNH4AA相的选择性复合，制备了柔性银纳米纤维或管；结合嵌段共聚物的自组装和无机物的溶胶／凝胶过程，制备了一维有序介孔二氧化硅及其阵列体系，改变嵌段共聚物的浓度，可以控制二氧化硅的介观结构．此材料易于进行异质复合，因而便于制备功能性一维复合材料及其阵列体系．     

纳米微晶材料的结构和性质

纳米微晶材料是纳米量级晶粒所构成的多晶物质,其晶界区域中存在与长程有序晶态和短程有序非晶态结构不相同的“气体状”的结构。本文讨论了纳米微晶材料的制备方法、结构特点和奇异性质及其在材料科学中的应用。     

分子筛组装单质半导体碲的拉曼光谱

无机介孔材料MCM41是高有序,直孔道介孔分子筛,具有孔径约4nm的一维均匀孔道,孔壁厚约1nm,介孔体积可达40%,是一种很理想的组装材料主体。半导体碲位于第Ⅵ族,其六方相的晶格排列呈螺旋链状结构。本文采用固相合成反应方法,将单质半导体碲成功地组装在MCM41介孔分子筛中。在组装体中,单质半导体碲保持着六方相的晶体结构,其拉曼晶体振动表现出纳米晶体的结构特征。真空热处理实验表明,组装体具有良好的热稳定性。Te的六方相和所具有的独特的螺旋链状结构使Te分子很容易进入MCM41的直孔道内,同时MCM41均匀而规则的直孔道限制了Te螺旋链的随机排列,因而被组装在直孔道内的Te能螺旋链式生长,形成一维半导体纳米晶体,排列均匀,尺寸单一,具有稳定的空间构型     

纳米孔对等离激元特性及SERS性能影响

纳米孔结构在比如生物传感器、增强光谱学等领域具有多种重要应用。然而,一方面,纳米孔的制备技术还很有限,尤其对于小于10nm的微孔;另一方面,纳米孔结构的电磁场增强特性研究较少,增强能力较低。在该组最近的工作中,通过化学合成方法,直接合成了具有尺寸可调的纳米孔结构,并对其等离激元特性进行了研究。通过对二维(2D)纳米粒子超晶格结构腐蚀及SERS性能原位探测,发现该结构腐蚀初期会形成一种"纳米孔-纳米间隙"耦合结构。该结构表现出一种杂化的等离子激元模式,并贡献附加的电磁场增强。该方法可以拓宽到其他材料的纳米孔结构制备,并开发基于纳米孔结构相关的多种应用。     

Au诱导形成有序Si纳米孔阵列及其应用

以自组装聚苯乙烯小球(PS)单层膜为掩膜,利用Au对Si表面的催化氧化作用以及KOH溶液对单晶Si的各向异性腐蚀特性,在Si(100)面上制备了一系列尺寸小于100 nm有序可控的Si纳米孔阵列.扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等的测试结果显示:当PS小球溶液与甲醇溶液的体积比为9:11时,可形成大面积无缺陷的单层膜;但当体积比过大时,会导致类似双层膜结构的形成;而当体积比过小时,会诱导形成点缺陷和线缺陷.对PS小球及溅射Au处理过的Si晶片进行KOH溶液腐蚀,随着腐蚀时间变长,纳米孔的横向尺寸和深度增大,其形貌由圆形逐渐变为倒金字塔型,当腐蚀时间超过10 min,纳米孔阵列的有序性遭到破坏.采用离子束溅射技术在倒金字塔型纳米孔衬底上获得了有序Ge/Si纳米岛,而在圆形纳米孔衬底上获得了有序Ge/Si纳米环.进一步对有序Ge/Si纳米岛及纳米环的形成机理进行了解释.     

L10相FePt纳米颗粒及其纳米结构研究进展

面心四方结构（L10相）的FePt复合纳米磁性颗粒具有极高的磁晶各向异性能、高饱和磁化强度、极小的超顺磁极限颗粒尺寸和优异的化学稳定性，是下一代超高密度垂直磁记录介质最有希望的候选材料，在药物定向载体、纳米检测和敏感器件、功能化细胞研究等方面也有广泛的应用前景，文章概述了基于化学热溶剂分解方法制备FePt纳米颗粒、结构、性质，总结并评述了其在纳米结构自组装和应用等方面研究的最新进展．     

长方体形CdS微粒的合成及光谱性质

采用溶胶法,以硫脲为表面修饰剂,合成了长方体形CdS微粒,并用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、红外光谱以及荧光光谱等手段进行了表征。实验结果表明,硫脲分子中的硫原子与CdS纳米晶表面的Cd2+离子存在配位作用;硫脲分子表面修饰的CdS纳米晶为立方闪锌矿结构,具有较好的荧光性质;长方体形CdS微粒可能是由硫脲分子表面修饰的CdS初级纳米晶粒自组装组成。该研究结果为硫脲分子表面修饰的CdS初级纳米晶粒在分子组装及作为新型发光材料方面的进一步研究奠定了基础。     

纳米球刻蚀法制备的二维有序的CdS纳米阵列及其光学性质的研究

采用纳米球刻蚀(nanosphere lithography)技术,以自组装的聚苯乙烯纳米小球(polystyrene,PS小球)的单层膜为掩模,制备出二维有序的CdS纳米阵列.利用扫描电子显微镜(SEM)对样品结构进行了表征,用紫外—可见分光光度计对样品光学性质进行了分析.结果表明：制备的二维CdS纳米阵列是高度有序的,且与作为掩模的纳米小球的原始尺寸及排布结构一致;禁带宽度为2.60eV,相对于体材料的2.42eV,向短波长蓝移了0.18eV,表现出CdS材料在纳米结构点阵中的量子尺寸效应;CdS纳米 关键词： 纳米球刻蚀 二维CdS纳米有序阵列     

三维有序大孔聚苯乙烯的制备及表征

采用播种生长法制备了粒径为330 nm的单分散胶体二氧化硅（SiO2），并对单分散的SiO2颗粒表面进行改性，以提高颗粒对苯乙烯单体的亲和力.然后通过垂直沉积法组装出SiO2胶粒晶体模板.依靠毛细管力将苯乙烯前驱物快速填充进模板颗粒的间隙，加热原位聚合 ，用氢氟酸去除模板后制得三维有序大孔聚苯乙烯.扫描电子显微镜结果显示，所合成的孔材料高度有序，孔腔尺寸约为210 nm，孔腔之间由较小孔窗连接，形成非常开放的通道网络 . 关键词： 三维有序大孔材料(3DOM) 聚苯乙烯 模板 二氧化硅     

MCM-41介孔分子筛组装过渡金属配合物的电子光谱

通过γ 氨丙基修饰纳米孔材料MCM 4 1,将其与过渡金属Mn ,Cu ,Co ,Fe的N ,N 双水杨醛缩乙二胺席夫碱配合物进行化学组装。用IR和Vis UV等谱学技术对其进行了初步的表征。结果表明 ,组装产物的IR光谱 ,呈现出氨基和Schiff碱相应基团的特征吸收 ,其中氨基较游离态表现出明显的红移 ,但Schiff碱相应基团的IR吸收较组装前的配合物变化不大。     

纳米粒子形貌与表面等离子体激元关系

通过调控纳米粒子表面形貌,研究了纳米粒子形貌与表面等离子体激元之间的关系.采用水相化学合成法制备出粗糙表面"花朵"形银纳米粒子.通过自组装形成单层阵列,并进一步组装成复合结构超材料.测试了其光学行为,并将实验结果与树枝形纳米粒子、光滑表面纳米粒子进行对比分析.结果表明:光滑表面纳米粒子不能出现超材料效应,当粗糙程度增加...     

纳米材料与生物分子的相互作用与微结构特性

纳米材料是物理、化学、生物等领域所广泛关注的研究方向,主要分为无机材料、有机材料及复合材料。其中由纳米粒子与生物分子组成的复合材料因具有独特的光学、化学、电磁学等性质,在医学和医疗等方面有着良好的应用前景。此外,利用生物分子自组装的方法,可设计出具有复杂有序结构的复合材料。因此,研究纳米粒子和生物分子的相互作用对纳米材料的设计和应用有着重要的意义。本文从实验和计算机模拟两个方面综述了纳米粒子对生物分子(包括蛋白质、DNA、生物膜)结构特性以及热力学、动力学性质的影响,并概述了影响两者相互作用的多种因素,包括纳米粒子的尺寸、形状、浓度、表面特性等。     

纳米粒子形貌与表面等离子体激元关系

通过调控纳米粒子表面形貌,研究了纳米粒子形貌与表面等离子体激元之间的关系.采用水相化学合成法制备出粗糙表面“花朵”形银纳米粒子.通过自组装形成单层阵列,并进一步组装成复合结构超材料.测试了其光学行为,并将实验结果与树枝形纳米粒子、光滑表面纳米粒子进行对比分析.结果表明:光滑表面纳米粒子不能出现超材料效应,当粗糙程度增加,纳米粒子呈类“花朵”形时,样品出现透射峰和平板聚焦行为,但强度不高|当粗糙程度继续增加,纳米粒子呈树枝状时,出现了较强的透射峰与平板聚焦行为.研究证实通过改变纳米粒子表面形貌,可以调控表面等离子体激元与入射光的相互作用,从而实现对光传播的操控.     

基于双鱼网结构的可见光波段超材料

基于双鱼网左手模型的思想,使用模板辅助化学电沉积的方法制备出不同结构周期的金属银纳米网格,并进一步实现了可见光波段的双鱼网结构超材料.随着结构周期的减小,金属银纳米网格透射通带位置出现蓝移.使用周期为420 nm的金属银纳米网格组装成双鱼网结构,样品在610 nm处出现透射增强及平板聚焦效应.倘若使用结构周期更小的模板,有望实现更短波长,甚至蓝光波段的双鱼网结构超材料. 关键词： 超材料 双鱼网结构 可见光 平板聚焦     

高比表面积有序介孔碳的制备及光谱表征

以酚醛树脂低聚物为有机前驱体、正硅酸四乙酯(TEOS)为无机前驱体、嵌段共聚物F127为模板,采用蒸发诱导三组分共组装的方法合成了具有高比表面积的有序介孔碳材料.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、拉曼光谱仪(Raman)、氮气吸附脱附仪对该材料的组成、结构及形貌等进...