波纹状银纳米线的制备及其SERS性能研究

首先通过传统的多元醇方法合成了表面光滑的银纳米线,然后利用Fe（NO₃）₃作为刻蚀剂在室温条件下对合成的银纳米线进行刻蚀得到了具有波纹状表面的银纳米线. 通过扫描电镜（SEM）分析表明：银纳米线的表面粗糙程度随着刻蚀剂量的增加而增加,但过量的刻蚀剂又会导致纳米线的断裂甚至形成球状颗粒;当刻蚀剂的量为100 μL时,获得了波纹状表面的银纳米线. 对结晶紫（CV）的表面增强拉曼光谱（SERS）结果表明,这种波纹状银纳米线的拉曼信号强度比表面光滑的银纳米线提高了约5倍,其检测限可低至10^-10 mol/L. 此外,这种优势还可以延伸到敏感性检测10^-9 mol/L的对巯基吡啶（4-Mpy）分子,可以作为一种普适、有效的SERS活性基底.     

石墨烯量子点负载银纳米粒子制备及氧还原电催化活性

银基氧还原电催化剂具有较高的电催化活性且价格相对低廉,因而受到广泛关注. 本文采用简单、预先合成的石墨烯量子点作为载体和还原剂,制得了负载于石墨烯量子点、且无保护剂和表面活性剂的表面洁净银纳米粒子（Ag NPs/GQDs）. 电化学研究表明,Ag NPs/GQDs复合电催化剂的氧还原有较高的电催化活性,氧在碱性溶液中可经4电子途径还原为水. 与商业铂碳电极（Pt/C）相比,AgNPs/GQDs电极具有高催化电流密度、良好稳定性和极佳抗甲醇性能. 该银纳米粒子对开发高性能和低成本的非铂氧还原电催化剂有潜在的应用前景.     

Pt纳米线阵列的氧还原催化性能

采用阳极氧化铝(AAO)模板法电化学沉积制备了Pt纳米线阵列(Pt NWs)氧还原催化剂, 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学测试对Pt纳米线阵列催化剂的形貌和电催化性能进行了表征. 循环伏安法(CV)研究表明Pt纳米线阵列催化剂的电化学活性面积大于其几何面积; 旋转圆盘电极(RDE)测试研究发现, 制备的Pt纳米线阵列催化剂的氧还原反应(ORR)曲线的半波电势相对Pt/C的有正移, 并且Pt纳米线阵列催化剂的极限扩散电流比Pt/C大.     

不同孪晶界密度银纳米线拉伸形变行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了不同孪晶界密度银纳米线的拉伸形变行为, 分析了孪晶界密度对多晶银纳米线屈服强度、弹性模量和塑性变形机理的影响. 在弹性形变区域, 孪晶界的存在对杨氏模量变化的作用不明显. 在塑性形变阶段, 首先从表面边缘开始产生位错成核, 然后延伸并受阻于孪晶界. 在进一步拉伸载荷作用下, 孪晶界将作为位错源产生新的位错. 模拟结果表明, 银纳米线的强度与孪晶界和晶粒的尺寸有关. 孪晶界密度较小(即晶粒的长径比大于1)时, 此纳米线的屈服应力比单晶纳米线还要小, 只有当孪晶界密度较大时(即晶粒的长径比小于1), 孪晶界使得纳米线得到强化. 综合分析了孪晶界和晶粒尺寸对银纳米线的影响, 为构建高强度金属纳米线打下基础. 最后讨论了温度和拉伸速度对孪晶纳米线屈服应力所产生的影响, 随着温度的升高, 孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先升高后趋于稳定; 当拉伸速度逐渐增大, 孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先稳定后增大.     

不同孪晶界密度银纳米线拉伸形变行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了不同孪晶界密度银纳米线的拉伸形变行为,分析了孪晶界密度对多晶银纳米线屈服强度、弹性模量和塑性变形机理的影响.在弹性形变区域,孪晶界的存在对杨氏模量变化的作用不明显.在塑性形变阶段,首先从表面边缘开始产生位错成核,然后延伸并受阻于孪晶界.在进一步拉伸载荷作用下,孪晶界将作为位错源产生新的位错.模拟结果表明,银纳米线的强度与孪晶界和晶粒的尺寸有关.孪晶界密度较小(即晶粒的长径比大于1)时,此纳米线的屈服应力比单晶纳米线还要小,只有当孪晶界密度较大时(即晶粒的长径比小于1),孪晶界使得纳米线得到强化.综合分析了孪晶界和晶粒尺寸对银纳米线的影响,为构建高强度金属纳米线打下基础.最后讨论了温度和拉伸速度对孪晶纳米线屈服应力所产生的影响,随着温度的升高,孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先升高后趋于稳定;当拉伸速度逐渐增大,孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先稳定后增大.     

电泳沉积制备氧化石墨烯-银电极及其氧还原催化性能

通过在1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）中超声剥离氧化石墨制备出稳定的氧化石墨烯（GO）分散液,添加AgNO₃使氧化石墨烯吸附Ag+而带正电荷。采用电泳沉积法使GO沉积到阴极的玻璃碳电极上,Ag+被电化学还原为单质银,均匀的分散在GO片层当中。通过AFM、SEM、Raman、XRD及元素面扫分析对制备电极的形貌、结构进行表征。在碱性环境中进行氧还原测试,结果表明GO+Ag电极的氧还原起始电位较玻璃碳电极最大正移228mV,还原电流密度最大为7.564mA·cm^-2,是玻璃碳电极的3.4倍。通过不同转速下的线性扫描曲线绘制Koutechy-Levich图,计算氧还原反应的电子转移数为3.3。     

电泳沉积制备氧化石墨烯-银电极及其氧还原催化性能

通过在1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中超声剥离氧化石墨制备出稳定的氧化石墨烯(GO)分散液,添加AgNO3使氧化石墨烯吸附Ag+而带正电荷。采用电泳沉积法使GO沉积到阴极的玻璃碳电极上,Ag+被电化学还原为单质银,均匀的分散在GO片层当中。通过AFM、SEM、Raman、XRD及元素面扫分析对制备电极的形貌、结构进行表征。在碱性环境中进行氧还原测试,结果表明GO+Ag电极的氧还原起始电位较玻璃碳电极最大正移228 mV,还原电流密度最大为7.564 mA·cm-2,是玻璃碳电极的3.4倍。通过不同转速下的线性扫描曲线绘制Koutechy-Levich图,计算氧还原反应的电子转移数为3.3。     

铁、氮掺杂石墨烯/碳黑复合材料的制备及氧还原电催化性能

以高含氮量的2-氨基咪唑为氮源,三氯化铁为铁源,高比表面积的KJ600碳黑为载体,通过水热法制得氨基咪唑聚合物前驱体,再经二次高温热处理,制得石墨烯/碳黑复合材料. 透射电镜表征显示该材料为石墨烯纳米片与碳黑颗粒的复合结构. BET表征表明这是一种多孔结构,具有很高的比表面积（882 m²•g^-1）,这有利于暴露更多活性位点,并促进传质. XRD证实催化剂中存在石墨烯,且石墨烯结构是在第一次热处理过程中形成的. 电化学测试表明,该催化剂在酸性和碱性介质中都具有很高的氧还原电催化活性和低H₂O₂产率,并且在碱性介质中对甲醇小分子的抗毒化性能明显优于商业Pt/C催化剂,展示出在实际燃料电池系统中的应用潜力.     

醇热法合成单晶银纳米线及其表征

以硝酸银为前驱物, 聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为结构导向剂, 通过醇热法, 反应温度为140 ℃, 反应时间为24 h的条件下制备了银纳米线. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)和激光拉曼光谱(Raman)等手段对产物进行了系统表征, 结果表明: 所得银纳米线具有面心立方结构, 沿着(111)晶面生长, 具有单晶结构; 考察了反应温度和时间对产物形貌的影响, 结果表明: 反应温度和时间在形成银纳米线的过程中起着关键的作用; 银纳米线具有较强的表面增强拉曼散射效应; 同时提出了银纳米线可能的晶化机理.     

氮掺杂石墨烯的制备及氧还原电催化性能

采用两步热解法, 用尿素掺杂氧化石墨烯(GO)得到N掺杂的还原氧化石墨烯(N-RGO), 通过控制反应温度, 制备了具有不同电催化活性的N掺杂的还原氧化石墨烯. 透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)结果显示, 制得的氮掺杂石墨烯(nG)表面褶皱和重叠增加. X射线光电子能谱(XPS)证明, 氮元素以吡啶N、 吡咯N和石墨化的N 3种形式掺杂在石墨烯中, 最高摩尔分数为6.6%. 通过循环伏安(CV)和旋转圆盘电极(RDE)测试了nG的电化学性能, 结果表明, 在酸性电解质中对氧还原(ORR)有较高的催化活性, 起始电位在0.1 V左右, 电催化还原氧气时主要为四电子反应, 且相对商用的Pt/C催化剂有更好的电化学稳定性, 其中第一步热解温度为200℃制得的nG催化性能最好.     

配位自还原法制备纳米银及其电催化活性

Pt是质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极氧还原最好的催化剂,但价格昂贵,且易被渗透到阴极的燃料分子及中间体毒化,导致电池性能降低。 本文以乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)为配位剂和还原剂,采用配位自还原法快速合成银纳米粒子(Ag NPs),并研究了其对氧还原的电催化性能。 透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试结果表明,Ag NPs分散性好且粒径均一,还原反应6 h所得Ag NPs的平均粒径约6 nm;循环伏安法(CV)等电化学测试发现,在碱性条件下此种合成方法制得的银作为电催化氧还原反应(ORR)的催化剂具有良好的催化活性,通过EDTMP配位自还原得到的Ag NPs对氧还原的半波电位(E1/2)比传统的NaBH4直接还原所制得Ag NPs的E1/2正移60 mV。     

软化学法低温合成银纳米线及其生长机制

以AgNO_3为起始物，采用DMF为溶剂和还原剂，无须采用晶种，在低温下 AgNO_3经DMF还原，通过软化学法合成了结构均匀的银纳米线，其直径为15-30nm， 长度高达20μm。通过引入乙酰丙酮，控制钛酸丁酯水解形成的多孔氧化物溶胶为 网络孔道结构，这种孔道结构为银纳米线的控制合成提供了有效的生长模板。     

Pd-Ag合金纳米线的可见光辅助简易合成及其对乙醇的电催化氧化

以硝酸钯和硝酸银为金属前驱体,乙醇和柠檬酸钠作为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮作为稳定剂和导向剂,以普通市售白炽灯作为光源,采用简易可见光辅助液相法合成了Pd-Ag合金纳米线。通过FESEM、TEM、HRTEM、PXRD和UV-Vis等技术对样品的形貌、晶体结构和光学性质进行了表征,并通过循环伏安法和计时电流法研究了Pd-Ag合金纳米线修饰玻碳电极对乙醇的电催化氧化。与相同条件下制备的纳米钯材料相比,Pd-Ag合金纳米线具有更好的电催化活性、抗中毒性和稳定性。     

Pd-Ag合金纳米线的可见光辅助简易合成及其对乙醇的电催化氧化

以硝酸钯和硝酸银为金属前驱体,乙醇和柠檬酸钠作为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮作为稳定剂和导向剂,以普通市售白炽灯作为光源,采用简易可见光辅助液相法合成了Pd-Ag合金纳米线。通过FESEM、TEM、HRTEM、PXRD和UV-Vis等技术对样品的形貌、晶体结构和光学性质进行了表征,并通过循环伏安法和计时电流法研究了Pd-Ag合金纳米线修饰玻碳电极对乙醇的电催化氧化。与相同条件下制备的纳米钯材料相比,Pd-Ag合金纳米线具有更好的电催化活性、抗中毒性和稳定性。     

银锡双金属催化剂的制备及其对氧还原的催化性能

在乙醇为溶剂和还原剂、碳粉为载体的体系中,采用水热法将Ag+或Ag+-Sn2+还原,形成纳米多孔网状结构的Ag或Ag-Sn双金属纳米颗粒,制备碳粉负载的Ag/C和Ag-Sn/C催化剂。 利用循环伏安和线性扫描技术,研究了碱性溶液中这些催化剂对氧还原反应(ORR)的电活性。 研究表明,Ag/C和Ag-Sn/C对ORR均表现出强的电催化活性,它们对ORR的起始电位约0.05 V（vs.Ag/AgCl）。 在Ag97Sn3/C催化剂上,ORR的电流密度为2.87×10-3 A/cm2(800 r/min),高于Ag/C。 Levich方程分析表明,在Ag-Sn/C催化剂上,ORR转移电子数明显大于Ag/C,说明在Ag-Sn/C催化剂上,氧气能够较为彻底被还原。 此外,在甲醇存在下,Ag/C和Ag-Sn/C对ORR的活性基本保持不变,表明它们对甲醇有较强的耐受力。     

碱性溶液中分子氧在多晶银上的多步还原

 Oxygen reduction on a polycrystalline silver electrode was studied by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The reaction occurred by a two-electron pathway. The steps in the mechanism were observed in the cyclic voltammograms recorded with different scan rates. The intermediates formed in the steps were detected by electrochemical impedance spectroscopy.     

A Simple Hydrothermal Route to Large‐Scale Synthesis of Uniform Silver Nanowires

This paper describes the preparation of uniform silver nanowires by reducing freshly prepared silver chloride with glucose at 180 °C for 18 hours in the absence of any surfactants or polymers. Scanning electron microscopy studies indicated that the silver nanowires are about 100 nm in diameter and up to 500 μm in length. High‐resolution transmission electron microscopy analyses showed that the silver nanowires grow perpendicularly to the Ag(200) plane. The silver nanowires are believed to grow through a solid–solution–solid process. Some influential factors on the growth of silver nanowires are also discussed.     

A Strategy to Promote the Electrocatalytic Activity of Spinels for Oxygen Reduction by Structure Reversal

The electrocatalytic performance of a spinel for the oxygen reduction reaction (ORR) can be significantly promoted by reversing its crystalline structure from the normal to the inverse. As the spinel structure reversed, the activation and cleavage of O?O bonds are accelerated owing to a dissimilarity effect of the distinct metal atoms co‐occupying octahedral sites. The Co^IIFe^IIICo^IIIO₄ spinel with the Fe and Co co‐occupying inverse structure exhibits an excellent ORR activity, which even exceeds that of the state‐of‐the‐art commercial Pt/C by 42 mV in alkaline medium.