超声化学法制备不同形貌的CaF2微米晶

采用超声化学法,以CaCl2与不同氟源(NaBF4、K2SiF6)在溶液中反应,制得了不同形貌的CaF2微米晶(立方体、花状、多面体)。用XRD、SEM及TEM对产物晶相及形貌进行了表征。XRD结果显示所有产物均为结晶良好的立方相CaF2。SEM及TEM结果表明由NaBF4制得的产物形貌为均匀的立方体微米晶,而由K2SiF6制得的产物为多面体。在添加配体Na2EDTA的情况下,由NaBF4得到的产物为纳米片组成的花状结构。本文详细讨论了氟源种类、反应物比例、配体等反应参数对产物CaF2形貌的影响,并提出了可能的反应机理。     

沉淀转化法制备多孔片状纳米LaF3

采用实验中所合成的LaPO4纳米棒为前驱体,通过沉淀的转化作用,大面积地制备了单分散的片状纳米LaF3。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、BET(Brunauer-Emmett-Teller)测试对片状纳米LaF3的形貌、结构、相组成及表面性质进行了分析。片状纳米LaF3底边长约为40 nm,片的厚度约为35 nm,大小均一,具有多孔结构。通过改变反应溶剂,可以控制LaF3粒子的成核、生长和团聚,从而有效地调控多孔片状纳米LaF3的颗粒尺寸和分散性。对多孔片状纳米LaF3的生长机制进行了研究,结果表明LaPO4和LaF3的溶度积常数差导致了片状纳米LaF3的生成;体系中自身存在的Ostwald ripening作用使片状纳米LaF3出现了多孔结构。     

纳米LaF3块体材料常温离子电导率的研究

采用水溶液直接沉淀法成功制备了LaF3纳米粉体.用透射电子显微镜(TEM)观察了粒子形貌及粒度,粒子呈球形,粒径范围在10～20 nm之间,粉体单分散性良好.用X射线衍射(XRD)分析得到的平均粒径16.7 nm.采用真空高压固结法在真空度10-4 Pa条件下常温加压至1 GPa制备了纳米LaF3块体材料.采用交流阻抗谱研究了纳米LaF3的室温离子电导率,发现纳米LaF3的室温离子电导率(10-5 S·cm-1)和单晶LaF3的室温离子电导率(10-6 S·cm-1)相比有明显提高.观察到由于纳米材料的弛豫引起电导率随测试次数增大的现象.     

Co_3O_4纳米催化剂催化CO的形貌效应:合成过程和催化活性（英文）

通过催化剂将CO转化为无毒气体仍然是目前减少CO污染的主要手段.随着纳米技术的快速发展,纳米催化剂因其在催化反应中呈现出的独特结构效应(如形貌效应、尺寸效应等)而受到人们的广泛关注.已有大量研究表明,纳米Co_3O_4作为一种非贵金属氧化物催化剂具有强烈的催化形貌效应,展现出优异的CO低温催化活性.因此,通过合理的设计来调控催化剂粒子的形貌,从而进一步改善催化剂的性能已成为近年来催化剂领域的重要研究方向.对于Co_3O_4纳米催化剂的可控制备,水热法具有反应温和、操作简便和产品形貌易控等特点.早期的研究主要围绕于Co_3O_4形貌的可控合成以及不同形貌Co_3O_4催化剂对其催化活性产生的影响,较少有对其形貌形成机制的报道.特别是在水热反应中,系统研究各反应参数对催化剂各异形貌的形成影响鲜有报道.本文在前人的研究基础上,重点研究了水热反应过程中各主要反应参数对产品形貌控制的影响,绘制了一副不同形貌Co_3O_4材料的合成过程图,并研究了Co_3O_4纳米催化剂催化CO氧化的形貌效应.通过水热法先成功合成了三种不同形貌(纳米棒、纳米片和纳米立方)的碱式碳酸钴纳米粒子,然后将其焙烧得到了Co_3O_4纳米粒子.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线粉末衍射仪(XRD),程序升温还原(H_2-TPR和CO-TPR),氮气吸附-脱附比表面积测试(BET),氧气程序升温脱附(O2-TPD),X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了不同反应参数对纳米碱式碳酸钴前驱体形貌形成的作用和各异形貌Co_3O_4纳米粒子在催化CO氧化反应中催化性能的差异及原因.结果表明,Co_3O_4较好地继承了碱式碳酸钴的形貌,在较低温度条件下(≤140°C),钴源(CoCl_2或Co(NO3)2)是影响前驱体形貌的关键因素,反应时间只对粒子的尺寸产生较大影响.低温下,CoCl_2作为钴源易诱导生产纳米棒状碱式碳酸钴,而Co(NO3)2则有利于纳米片状生成.当温度高于140°C后,无论何种钴源,最终均制得纳米立方体.表面活性剂CTAB对前驱体的均一性和粒子的分散性产生重要影响,加入CTAB后得到的产品尺寸更均一,形貌更加规整.对比于其他两种形貌的样品,Co_3O_4纳米片显示出更好的CO催化氧化活性.XPS结果表明,各形貌Co_3O_4纳米材料的表面组成存在明显差异,活性物种Co~(3+)含量的不同是影响催化活性差异的重要原因.Co2+3O4纳米片具有更多的Co~(3+)活性位,立方纳米Co_3O_4表面吸附氧含量较高,Co_3O_4纳米棒则暴露出相对更多的Co.因此,在三种形貌催化剂上CO氧化反应中,Co_3O_4纳米片表现出最优的催化活性,纳米立方次之,而纳米棒最差.H2-TPR,CO-TPR和O2-TPD等结果也表明,Co_3O_4纳米片拥有更强的还原性能和脱附氧能力,其次是纳米立方Co_3O_4.这与XPS结果一致,证实了不同形貌Co_3O_4纳米催化剂上暴露活性位的数量和表面氧物种的不同是造成彼此间催化CO氧化活性差异的重要原因.此外,通过稳定性测试发现Co_3O_4纳米片具有较高的催化稳定性,在水蒸气存在的情况下Co_3O_4纳米片逐渐失活,但随后在干燥条件下其催化活性又逐渐得到恢复.     

Co3O4纳米催化剂催化CO的形貌效应：合成过程和催化活性

通过催化剂将CO转化为无毒气体仍然是目前减少CO污染的主要手段.随着纳米技术的快速发展,纳米催化剂因其在催化反应中呈现出的独特结构效应（如形貌效应、尺寸效应等）而受到人们的广泛关注.已有大量研究表明,纳米Co3O4作为一种非贵金属氧化物催化剂具有强烈的催化形貌效应,展现出优异的CO低温催化活性.因此,通过合理的设计来调控催化剂粒子的形貌,从而进一步改善催化剂的性能已成为近年来催化剂领域的重要研究方向.对于Co3O4纳米催化剂的可控制备,水热法具有反应温和、操作简便和产品形貌易控等特点.早期的研究主要围绕于Co3O4形貌的可控合成以及不同形貌Co3O4催化剂对其催化活性产生的影响,较少有对其形貌形成机制的报道.特别是在水热反应中,系统研究各反应参数对催化剂各异形貌的形成影响鲜有报道.
　　本文在前人的研究基础上,重点研究了水热反应过程中各主要反应参数对产品形貌控制的影响,绘制了一副不同形貌Co3O4材料的合成过程图,并研究了Co3O4纳米催化剂催化CO氧化的形貌效应.通过水热法先成功合成了三种不同形貌(纳米棒、纳米片和纳米立方)的碱式碳酸钴纳米粒子,然后将其焙烧得到了Co3O4纳米粒子.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM), X射线粉末衍射仪(XRD),程序升温还原(H2-TPR和CO-TPR),氮气吸附-脱附比表面积测试(BET),氧气程序升温脱附(O2-TPD), X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了不同反应参数对纳米碱式碳酸钴前驱体形貌形成的作用和各异形貌Co3O4纳米粒子在催化CO氧化反应中催化性能的差异及原因.
　　结果表明, Co3O4较好地继承了碱式碳酸钴的形貌,在较低温度条件下(≤140°C),钴源(CoCl2或Co(NO3)2)是影响前驱体形貌的关键因素,反应时间只对粒子的尺寸产生较大影响.低温下, CoCl2作为钴源易诱导生产纳米棒状碱式碳酸钴,而Co(NO3)2则有利于纳米片状生成.当温度高于140°C后,无论何种钴源,最终均制得纳米立方体.表面活性剂CTAB对前驱体的均一性和粒子的分散性产生重要影响,加入CTAB后得到的产品尺寸更均一,形貌更加规整.对比于其他两种形貌的样品, Co3O4纳米片显示出更好的CO催化氧化活性.
　　 XPS结果表明,各形貌Co3O4纳米材料的表面组成存在明显差异,活性物种Co3+含量的不同是影响催化活性差异的重要原因. Co3O4纳米片具有更多的Co3+活性位,立方纳米Co3O4表面吸附氧含量较高, Co3O4纳米棒则暴露出相对更多的Co2+.因此,在三种形貌催化剂上CO氧化反应中, Co3O4纳米片表现出最优的催化活性,纳米立方次之,而纳米棒最差. H2-TPR, CO-TPR和O2-TPD等结果也表明, Co3O4纳米片拥有更强的还原性能和脱附氧能力,其次是纳米立方Co3O4.这与XPS结果一致,证实了不同形貌Co3O4纳米催化剂上暴露活性位的数量和表面氧物种的不同是造成彼此间催化CO氧化活性差异的重要原因.此外,通过稳定性测试发现Co3O4纳米片具有较高的催化稳定性,在水蒸气存在的情况下Co3O4纳米片逐渐失活,但随后在干燥条件下其催化活性又逐渐得到恢复.     

温度控制TiO2纳米管及管/线复合阵列的制备

以含有NH4F的乙二醇溶液为电解液,在宽温度范围内(10~70℃)对纯Ti表面进行阳极氧化,制得形貌可控的TiO2纳米结构。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对纳米TiO2的形貌进行表征。结果表明,随着电解液温度的变化,纳米TiO2的形貌得到控制,可形成TiO2纳米管阵列及纳米管阵列/纳米线复合结构,温度40~50℃为转折温区。     

孔状Co_3O_4纳米片和纳米棒的选择性合成和表征(英文)

利用两步实验选择性合成孔状Co3O4纳米片和纳米棒:首先,以Co(NO3)2·6H2O,NaOH和不同量的NH4F为原料在120℃水热6h的条件下合成了Co(OH)2-Co3O4纳米片(S1)和Co(OH)F-Co3O4纳米棒(S2);然后将所得纳米片和纳米棒在400℃时加热2h即得到多孔的Co3O4纳米片和纳米棒。所得产物用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)进行了表征。此外电化学测试表明Co3O4纳米棒的电容量比Co3O4纳米片的更大。     

生物分子辅助溶剂热合成硫化锑纳米棒

以SbCl3和L-胱氨酸为反应原料,采用溶剂热法在170℃反应12h,制得硫化锑(Sb2S3)纳米棒.X射线衍射(XRD)、能量分散光谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)研究表明所得产物为典型的Sb2S3正交结构.场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)研究显示,Sb2S3纳米棒长为3～6μm,平均直径约为150nm.讨论了不同反应时间对Sb2S3的形成及其形貌的影响,并根据实验结果对所合成的一维纳米棒可能的形成机理进行了简单的探讨.     

六边形及圆形SmF3微米盘的水热合成与表征

以Sm(NO3)3·6H2O和不同的氟化物(NaBF4,NH4F)在120℃的低温水热条件下反应得到了六边形及圆形的SmF3微米盘.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)对产物的晶相和形貌进行了表征.XRD结果显示所得的产物是结晶良好的六方晶系.SEM和TEM测试表明得到大量均匀的厚度约为200 nm的盘状结构.研究发现氟化物种类以及反应时间对形成不同形貌的盘有重要影响.讨论了可能的形成机理.进一步研究了SmF3:Tb3+和SmF3:Eu3+掺杂后的产物的荧光性质.     

Co3O4纳米片的制备及对H2O2电还原反应的催化性能简

通过恒电势电沉积和加热处理在泡沫镍基体上制备了Co3O4纳米片. 利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对纳米片的形貌和结构进行了表征. 采用线性伏安扫描和计时电流技术研究了Co3O4纳米片电极对H2O2的电还原性能. 结果表明,在3.0 mol/L KOH 和 0.4 mol/L H2O2溶液中,当电压为-0.4 V(vs. Ag/AgCl)时,线性伏安扫描电流密度达到-0.386 A/cm2,在1000 s 测试时间内,计时电流密度衰减很小,表明Co3O4纳米片电极对H2O2具有很高的活性和稳定性.     

Hydrothermal preparation and luminescence of LaF3:Eu3+ nanoparticles

LaF3:Eu3+ nanoparticles were prepared by a simple hydrothermal process at low temperature and characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and fluorescence spectrum. Well-dispersed nanoparticles with an average size of 30 nm and a hexagonal shape were obtained. The influences of reaction temperature and time on the preparation and luminescence of LaF3:Eu3+ nanoparticles were investigated. Luminescent quenching occurred at a much higher concentration ( approximately 25mol%) and stronger luminescent intensity than in bulk LaF3:Eu3+. Fluorescence intensity of the LaF3:Eu3+ nanoparticles varied remarkably with calcination temperatures. It was found that samples without any further calcinations can emit quite strong fluorescence.     

棒状LaF3∶Eu3+纳米晶的制备与发光性能

采用一种简单的液相反应法在室温下合成了棒状的LaF3∶Eu3+纳米晶, 对其结构和发光性能进行了表征. XRD分析结果表明, 室温下即可得到结晶良好的六方晶相的LaF3, 灼烧之后样品的衍射峰增强, 没有杂相产生. TEM照片表明, 棒状LaF3∶Eu3+纳米材料的直径为8 nm左右, 长度达到50 nm. 荧光光谱表明, 室温下合成的棒状LaF3∶Eu3+纳米晶的最强发射峰位于589 nm, 对应于Eu3+的5D0-7F1跃迁发射, 说明Eu3+占据LaF3基质中La3+晶格点的C2对称格位上. 同时Eu3+的猝灭摩尔分数为5%, 荧光寿命随着灼烧温度的升高而延长.     

Controllable synthesis and up-conversion properties of tetragonal BaYF5:Yb/Ln (Ln=Er, Tm, and Ho) nanocrystals

The nanocrystals (NCs) of tetragonal barium yttrium fluoride (BaYF(5)) doped 1 mol% Ln(3+) (Ln=Er, Tm, Ho) and 20 mol% Yb(3+) with different morphologies and sizes have been successfully synthesized through a facile hydrothermal method. The influences of pH values of the initial solution and fluorine sources on the final structure and morphology of the products have been well investigated. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) were used to characterize the size, structure and morphology of these samples prepared at different conditions. And it is found that BaYF(5):Yb/Ln NCs prepared at pH value of 10 using NaBF(4) as F(-) source have a uniform spherical morphology with average diameter of 25 nm. Additionally, the up-conversion (UC) properties of Yb/Er, Yb/Tm, and Yb/Ho doped BaYF(5) nanoparticles were also discussed. Under 980 nm laser excitation, the BaYF(5):Yb/Er, BaYF(5):Yb/Tm, and BaYF(5):Yb/Ho NCs exhibit green, whitish blue, and yellow green UC luminescence, respectively. The luminescence mechanisms for the doped lanthanide ions were thoroughly analyzed.     

GeO2 fibers: preparation, morphology and photoluminescence property

Nanomicron to submicron fibers of GeO(2) have been prepared using poly(vinyl acetate) and germanium dioxide sol by electrospinning followed by high temperature calcination. The morphology of the fibers have been studied by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and atomic force microscopy. X-ray diffraction indicates that the fibers are single crystal with hexagonal alpha-phase quartz-like structure. At room temperature, the fibers show photoluminescence under excitation at 325 nm. The fibers may have potential applications in one-dimensional optoelectronic nanodevices.     

Yb3+掺杂浓度对LaF3晶相及其上转换光谱的影响

LaF3微米晶的晶相(斜方相和六角相)及其上转换发光光谱可以通过精确调节Yb3+的摩尔掺杂浓度来控制。利用简单的水热法合成了Yb3+和Tm3+共掺杂的LaF3,YF3和NaYF4三种不同基质的氟化物纳米晶。XRD分析表明,当Tm3+的掺杂浓度不变,仅Yb3+的摩尔掺杂浓度从10%提高到20%,就可以使基质结构由六角相过渡到斜方相。实验结果表明,具有较大离子半径的稀土离子由于增强的偶极化率,更容易使电子云产生畸变,有利于基质斜方相结构的形成。     

Luminescence behavior of Eu3+ doped LaF3 nanoparticles

Europium-doped LaF3 nanoparticles have been prepared by the ionic reaction in the ethanol at 60 degrees C. From the XRD pattern of nanoparticles and the emission spectra of Eu3+ ions, it has been concluded that the Eu3+ ions could easily substitute the La3+ sites and the solid solution La(1-x)Eu(x)F3 can be synthesized. Due to very low phonon energies of LaF3 matrix, the 5D1 emission of Eu3+ ions in La(1-x)Eu(x)F3 nanoparticles can be observed at room temperature when doping concentration of Eu3+ ions is lower than 30 mol%. The quenching process of 5D1 emission can be attributed to cross-relaxation. Since clusters of Eu3+ ions and resonance energy transfer only occurs within one particle due to the hindrance by the particle boundary, the concentration quenching resulted from resonance energy transfer between neighboring Eu3+ ions occurs at higher Eu3+ concentrations in the Eu3+ doped LaF3 nanoparticles.     

吡啶二羧酸根敏化LaF3:Tb发光纳米粒子的制备及对DNA的测定

采用水热法合成了水溶性良好的吡啶二羧酸根(DPA)敏化LaF3∶Tb(DPA-LaF3∶Tb)纳米粒子,该粒子的发光强度大且光学性能稳定.X射线衍射分析表明,合成了单一相六方晶系的LaF3晶体;透射电子显微镜结果表明,所合成粒子分散性良好,粒径约为15 nm.测得合成粒子在水相中的发光寿命为2.95 ms.以DPA-LaF3∶Tb纳米粒子为发光探针,基于DNA对纳米粒子的发光猝灭,实现了对DNA的定量测定,该方法的线性范围为0.083～13.0μg/mL;检出限为0.02μg/mL;并研究了共存物质对DNA测定的干扰.     

In(OH)3 and In2O3 nanorod bundles and spheres: microemulsion-mediated hydrothermal synthesis and luminescence properties

Indium hydroxide, In(OH)3, nano-microstructures with two kinds of morphology, nanorod bundles (around 500 nm in length and 200 nm in diameter) and caddice spherelike agglomerates (around 750-1000 nm in diameter), were successfully prepared by the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB)/water/cyclohexane/n-pentanol microemulsion-mediated hydrothermal process. Calcination of the In(OH)3 crystals with different morphologies (nanorod bundles and spheres) at 600 degrees C in air yielded In2O3 crystals with the same morphology. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and photoluminescence (PL) spectra as well as kinetic decays were used to characterize the samples. The pH values of microemulsion play an important role in the morphological control of the as-formed In(OH)3 nano-microstructures from the hydrothermal process. The formation mechanisms for the In(OH)3 nano-microstructures have been proposed on an aggregation mechanism. In2O3 nanorod bundles and spheres show a similar blue emission peaking around 416 and 439 nm under the 383-nm UV excitation, which is mainly attributed to the oxygen vacancies in the In2O3 nano-microstructures.