纳米尺度的消化熟化及其在单分散纳米材料制备中的应用

近年来，消化熟化方法已经被广泛采用来制备单分散纳米粒子，特别是在制备亚10 nm的小尺寸纳米粒子方面具有显著优势.但是，目前国内尚未发现关于此方法的中文文献报道，影响了部分国内学者对消化熟化方法的认识和应用.因此，从纳米尺度的消化熟化现象的发现过程和机理的提出开始，分析了沉淀反应前驱物、消化熟化剂种类、热处理温度和时间、溶剂类型以及其他因素对消化熟化现象的影响，介绍了基于颗粒表面带电与曲率效应、颗粒表面与配体分子层的相互作用以及消化熟化过程中的竞争反应平衡等因素的理论模型和研究结果，阐述了消化熟化法在制备金属纳米粒子、合金纳米粒子、金属氧化物和硫族化合物量子点以及其他纳米粒子等单分散纳米材料中的应用，最后展望了消化熟化法制备的单分散纳米粒子在纳米组装和多相催化等领域的应用.     

人工控制液相金属纳米粒子的组装

液相中金属纳米粒子或团簇粒子的研究是现代化学和物理学的一个重要方面, 是对气相和真空中纳米粒子研究的补充。由于受到介质的强烈影响, 体系更为复杂, 然而却有了人工控制纳米粒子的大小和结构的可能性。本文介绍利用电离辐射或光化学方法还原金属离子在液相中制备金属纳米粒子, 通过调节介质的组成及介质的性质(如pH 值等) ,可以有效地控制其颗粒度大小, 并有可能最终控制纳米粒子的结构。该方法还具有颗粒度分布均匀、无须添加化学还原剂以及可以制备纳米合金粒子等优点。利用脉冲式辐照(脉冲辐解技术) 可以对液相中金属纳米粒子形成的化学反应机理进行深入的基础研究。     

金属纳米材料中的晶格应变及其在催化中的应用

纳米结构中的晶格应变作为基础研究课题的势头日益增强。可以设计纳米颗粒的表面晶格以产生应变或者其他结构变化,使其原子位置偏离正常的晶格点,进而影响纳米颗粒的电子结构和催化性能。本文首先介绍了金属纳米粒子的不同应变源,重点介绍了不同应变基本结构的合成。讨论了晶格应变的表征手段及其在催化领域应用的研究进展。最后介绍了应变金属纳米颗粒合成和催化应用所面临的挑战,并对未来的研究方向进行了展望。     

过渡金属氧化物和金属负载型沸石催化剂上合成 纳米碳管及其表征

采用气相催化沉积法催化合成纳米碳管,比较了不同金属氧化物和金属负载型沸石催化剂以及不同分子筛载体对合成纳米碳管的影响,并用TEM,XRD表征其形貌和结晶度,用DTA-TG考察了纳米碳管的热和稳定性。实验结果表明纳米碳管的形成除了与金属种类有关外,还直接与催化剂的颗粒大小和分散状态有关。粒径在20nm左右的不规则形状的纳米粒子是形成纳米碳管的活性组分,非负载和负载型的催化剂均表明活性组分的粒径与纳米碳管的管径有一定的对应关系。化学提纯后能得到高纯度的纳米碳管;其管壁具有较好的石墨化结构,在空气中的热稳定性大于400℃,而在氮气中能维持到1200℃以上。     

“非保护型”金属胶体纳米簇形成机理研究

碱-乙二醇法制备的"非保护型"金属及合金纳米簇由表面吸附的溶剂分子和简单离子实现稳定化,它们被广泛用于制备高性能复相催化剂和研究复相催化剂中的尺寸、组成、载体表面基团以及修饰剂对催化性能的影响。关于此类非保护金属纳米簇的形成过程及机理的认识尚有待进一步深化。本文采用原位快速扫描X射线吸收精细结构谱(QXAFS)、原位紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、透射电子显微镜和动态光散射技术研究了碱-乙二醇法合成中非保护型金属胶体纳米簇的形成过程与机理。结果表明,在碱-乙二醇法合成非保护型Pt金属纳米簇的过程中,室温下即有部分Pt(IV)被还原至Pt(II)。随着反应温度的升高,OH-逐渐取代与Pt离子配位的Cl-,在Pt―Pt键形成之前,反应体系的UV-Vis吸收光谱中可观察到明显的纳米粒子的散射信号,原位QXAFS分析表明Pt纳米簇是由Pt氧化物纳米粒子还原所形成的;在Ru金属纳米簇的形成过程中,OH-首先取代了Ru Cl_3中的Cl~-,形成羟基配合物Ru(OH) _6~(3-),后者进一步缩合形成氧化钌纳米粒子,最终Ru金属纳米簇由乙二醇还原氧化钌纳米粒子形成。由于先形成了氧化物纳米粒子,后续的还原反应被限制在氧化物纳米粒子内,使最终得到的非保护型金属纳米簇具有尺寸小、分布窄的特点。本工作所获得的知识对发展高性能能源转化催化剂、精细化学合成催化剂、传感器等功能体系具有重要意义。     

油溶性金属Ni纳米微粒的制备与表征

纳米材料的制备、性能与应用已成为近年来的研究热点之一犤１犦。由于在催化、光学和电学材料中的广泛应用，超细单分散的金属微粒的制备与性质已引起人们的广泛兴趣。通常制备金属纳米微粒的方法有两种：一是把固体金属材料分裂为纳米尺寸的颗粒，如机械粉碎、电弧放电及金属原子蒸气沉积犤２犦，用这种方法制备的金属微粒粒径一般都比较大，且粒子尺寸分布宽，另一种是把金属原子制成纳米尺度的颗粒，如乳液聚合法犤３犦、热解犤４犦、γ－射线辐照犤５犦、脉冲电沉积犤６犦和化学还原犤７犦等，这种方法制备的微粒粒径通常分布窄且粒子小…     

金属纳米粒子再分散法测定二氧化铈稳定的单原子的位点数

单原子催化剂由于能最大限度地利用贵金属以及其独特的催化性能而引起了人们的兴趣.基于其表面原子性质,CeO2是稳定单金属原子最常用的载体之一.一旦金属含量超过其负载的载体容量,就会形成金属纳米粒子,因而许多单原子催化剂的金属含量受限.目前,还没有直接的测量方法来确定载体稳定单个原子的容量.本文开发了一种基于纳米颗粒的技术,即通过将Ru纳米颗粒重新分散成单个原子,并利用Ru单原子和纳米颗粒在CO2加氢反应中的不同催化性能,从而确定该容量.该方法避免了湿浸初期反离子对金属负载的影响,最终可应用于多种不同的金属.结果表明,该技术可跟踪氧空位浓度和表面氧含量的变化趋势,有望成为一种定量测定载体单原子稳定容量的新方法.     

金属纳米粒子再分散法测定二氧化铈稳定的单原子的位点数（英文）

单原子催化剂由于能最大限度地利用贵金属以及其独特的催化性能而引起了人们的兴趣.基于其表面原子性质,CeO_2是稳定单金属原子最常用的载体之一.一旦金属含量超过其负载的载体容量,就会形成金属纳米粒子,因而许多单原子催化剂的金属含量受限.目前,还没有直接的测量方法来确定载体稳定单个原子的容量.本文开发了一种基于纳米颗粒的技术,即通过将Ru纳米颗粒重新分散成单个原子,并利用Ru单原子和纳米颗粒在CO_2加氢反应中的不同催化性能,从而确定该容量.该方法避免了湿浸初期反离子对金属负载的影响,最终可应用于多种不同的金属.结果表明,该技术可跟踪氧空位浓度和表面氧含量的变化趋势,有望成为一种定量测定载体单原子稳定容量的新方法.     

氧化锌-银复合纳米粒子的制备：吸收光谱和荧光光谱

金属和半导体纳米粒子的制备及性质的研究是当今材料科学和物理化学的热门课题［1－6］．在利用太阳能光降解环境污染物、生物传感器以及光生物等方面这些纳米粒子都具有实际应用的可能性．对纳米粒子表面进行修饰而形成的复合纳米粒子可以有效地调整单一颗粒的表面性质甚至颗粒的稳定性．另外，复合纳米粒子的制备对研究纳米粒子的尺寸量子化效应、非线性光学性质及其它光电性质都有重要的意义．人们已成功地制备了许多复合金属－金属纳米粒子，如Cu－Ag［7］，Ag-Pd［8］及Ag－Pt［9］等．关于复合半导体－半导作纳米粒子也有报导，如C…     

金属纳米粒子/聚合物体系的稳定性及其机理

金属纳米粒子由于其小的尺寸和大的比表面积等特点,使其具有独特的热性能、电性能、磁性能和光性能,以及很强的团聚趋势。因此金属纳米粒子是否被稳定在纳米尺度内,是它们能否表现出独特性能的关键。本文综述了非离子聚合物、聚电解质、两亲聚合物、双亲水聚合物、树状聚合物对金属纳米粒子的稳定作用及其稳定机理的研究进展。     

金属纳米粒子/聚合物体系的稳定性及其机理

金属纳米粒子由于其小的尺寸和大的比表面积等特点,使其具有独特的热性能、电性能、磁性能和光性能,以及很强的团聚趋势。因此金属纳米粒子是否被稳定在纳米尺度内,是它们能否表现出独特性能的关键。本文综述了非离子聚合物、聚电解质、两亲聚合物、双亲水聚合物、树状聚合物对金属纳米粒子的稳定作用及其稳定机理的研究进展。     

磁性金属-有机骨架复合材料的构建及在环境中的应用

磁性金属-有机骨架(MMOFs)复合材料是一类新颖的功能材料;MMOFs在磁性功能粒子的基础上结合了金属有机骨架材料的孔径均一、比表面积高、化学和热稳定性良好、吸附亲和力强等性能,在催化和环境等领域中显示出潜在的应用前景.本文简要概述了近年来制备的MMOFs复合材料,包括磁性微球核壳结构、磁性纳米颗粒镶嵌结构、磁性颗粒无规则互混结构、磁性石墨烯基复合结构;并从环境污染物的吸附、富集和催化降解角度,重点总结了MMOFs在环境分析和环境修复中的应用.     

金属复合材料基电化学传感器在双酚A检测中的应用研究

金属纳米颗粒作为电极修饰材料具有较高的电催化活性和稳定性,但该类材料存在分散性较差、易团聚等缺点.为此,通过金属纳米粒子的负载和稳定化等手段构建灵敏度高、选择性好和响应快的金属复合材料基电化学传感器成为当前的研究热点之一.本文就金属复合材料基电化学传感器的研究进展,以及其在双酚A(BPA)检测中的应用进行评述,为其今后...     

电沉积Co-Cu颗粒膜的巨磁电阻效应

从１９８８年Ｂａｉｂｉｃｈ首先在磁性Ｆｅ／Ｃｒ多层膜中发现巨磁电阻效应（ＧＭＲ）以来 ［１］,由于ＧＭＲ本身的科研价值和在磁记录、磁性传感器等方面的广泛应用前景 ,引起了人们的极大关注．继多层膜之后 ,人们在金属颗粒膜如Ｃｏ Ａｇ［２］,Ｃｏ Ｃｕ［３,４］等中也相继发现了巨磁电阻效应．颗粒膜是微颗粒镶嵌于薄膜中所构成的复合材料体系．原则上 ,颗粒的组成与薄膜的组成在制备条件上应互不固溶 ,因此颗粒膜区别于合金、化合物 ,属于非均匀相组成的材料．磁性颗粒膜是磁性粒子分布在非磁性金属材料薄膜中．在磁性颗粒与非…     

聚合物保护贵金属纳米粒子的相转移技术

依据聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在水中的溶解度随温度升高而降低的特性,建立了将PVP保护的金、银、铂纳米粒子从水相转移到油相的简单而有效的相转移技术.方法是利用电化学还原法先于水溶液中制备粒度均匀的金属纳米粒子,然后向电化学合成后的金属纳米水溶胶中加入适量正丁醇,在搅拌条件下升温至80℃即可使金属纳米粒子从水相转移至有机相.纳米粒子的相转移效率很高,而且相转移后粒子在油相中分散很好,没有团聚现象发生.在此基础上进一步建立在油水混合体系电化学合成金属纳米粒子的实验方法,为收集纳米粒子和制备纳米粒子薄膜提供了新的有效途径.     

金属纳米粒子/聚合物体系的稳定性及其机理

金属纳米粒子由于其小的尺寸和大的比表面积等特点,使其具有独特的热性能、电性能、磁性能和光性能,以及很强的团聚趋势.因此金属纳米粒子是否被稳定在纳米尺度内,是它们能否表现出独特性能的关键.本文综述了非离子聚合物、聚电解质、两亲聚合物、双亲水聚合物、树状聚合物对金属纳米粒子的稳定作用及其稳定机理的研究进展.     

分子筛限域金属纳米粒子及其氧化还原反应应用的研究进展

沸石分子筛是一类孔隙均匀、结晶度高、结构多样、比表面积大的材料,在催化、分离、吸附等方面得到了广泛的应用。沸石分子筛已被证明是金属纳米粒子(MNPs)的理想载体。金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂不仅表现出优异的催化活性,而且具有较高的稳定性和择形催化性。此外,限域的金属纳米粒子与具有活性位点的纳米孔骨架的协同作用可以进一步提高复合催化剂的催化活性。金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂由于具有较高的活性、择形性和热稳定性等优点,在工业相关应用中引起了人们的极大关注。本文综述了金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂的研究进展,重点介绍了多种合成方法以及其在氢化和氧化反应中的应用进展。指出了金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂领域存在的问题和挑战并对其未来发展进行展望。     

暗场显微镜下的彩色“纳米星”（英文）

具有独特局域表面等离子共振散射特性的贵金属纳米粒子,在可见光区域表现出明显的吸收和散射光谱特性。在过去的几十年中,基于纳米金和纳米银溶液的可视化颜色传感器,被广泛应用在金属离子、生物分子、农药等灵敏检测。自2000年,暗场显微镜的出现,实现了纳米尺度下等离子共振散射光谱的精准获取,将传感尺度从传统的实验试管发展到单纳米颗粒界面。单颗粒检测消除了本体溶液中大量纳米粒子产生的平均效应,可提供更加准确的反应信息。纳米粒子的散射光谱主要取决于颗粒的尺寸、形貌、成分以及颗粒间耦合作用等,因此,具有特定散射颜色的单个纳米粒子,可以作为优异的纳米探针。这篇综述聚焦于单颗粒纳米传感,首先介绍了纳米粒子局域表面等离子共振的原理和发展历史。随后,主要讨论了单个贵金属纳米粒子作为颜色编码传感器,在生物分子、环境污染物以及能源等领域的应用,尤其是基于单颗粒的原位纳米光谱电化学传感及其在电催化反应中的应用。例如,利用纳米粒子的溶出和生长过程,精巧地设计了针对不同待测物的纳米探针。另一方面,对单纳米粒子结构演变过程的原位监测,也有助于对纳米材料制备机理的理解。最后,着重探讨了纳米颜色传感器信号提取放大的检测手段,...     

金属、半导体及其复合粒子的表面和界面行为

纳米粒子因其特殊的性能和潜在应用背景而成为当代科学研究中的一大热点。本论文以银和二氧化钛为代表,以界面和环境反应,如光诱导电子转移、表面修饰等为重点,研究了金属、半导体纳米粒子的表面/界面化学和光化学。在此基础上,研究了金属半导体复合纳米粒子。     

金属纳米颗粒制备中的还原剂与修饰剂*

金属纳米颗粒由于其独特的光学、电学、化学性质以及各种潜在的应用价值,受到不少研究人员的广泛关注。实现金属纳米粒子尺寸、形貌可控,改善粒子分散性和稳定性,提高产率及纯度已成为具有挑战性的研究课题,不断发展和完善金属纳米粒子的合成方法则显得尤为重要。本文总结了目前制备金属纳米材料的几种化学方法：化学试剂还原法、电化学还原法、辐射还原法等,分类介绍了化学试剂还原法中常用的无机、有机还原剂,以及含氮、磷、羧基、巯基小分子有机化合物以及高分子聚合物等修饰剂并重点总结了其还原和修饰机理。