ZnO纳米线/棒阵列的水热法制备及应用研究进展

氧化锌(ZnO)纳米线/棒阵列的质量决定了所构建光电器件的性能. 为了制备出比表面积更大、垂直性更好以及无根部融合的高质量ZnO纳米线/棒阵列, 本文概述了近几年两步水热法可控制备ZnO纳米线/棒阵列的研究进展, 分别探讨了种子层、生长液和生长方法对纳米线/棒阵列形貌的影响, 详细分析了氨水、六次甲基四胺和聚乙烯亚胺对于促进纳米线/棒阵列生长的作用机理, 提出了通过微流控技术可控制备ZnO纳米线阵列提高纳米线生长效率的方法. 最后介绍了ZnO纳米线/棒阵列的形貌对于提高染料敏化太阳能电池、纳米发电机、气体传感器和场发射器件性能的重要作用, 并对未来两步水热法制备ZnO纳米线/棒阵列的发展趋势进行了展望.     

白果形钨酸铅的可控合成及光致发光特性

以酒石酸钠为表面活性剂,采用直接沉淀法合成了白果形钨酸铅晶体,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射仪(EDS)及荧光发射光谱(PL)对产物的结构和性质进行了表征。探讨了酒石酸钠对(004)晶面的抑制作用以及pH值和陈化温度对产物形貌的影响,结合晶体的内部结构提出了产物可能的形成机制。结果表明,陈化温度为30℃时,晶体形貌最为规整,PbWO4晶体在紫外光激发下展现出强的绿光发射,在pH=9时可达到最大的发光强度。     

3-氨基丙醇调控合成超顺磁四氧化三铁微球

采用乙二醇为溶剂,无水FeCl3为铁源,聚丙烯酸为稳定剂,通过改变3-氨基丙醇的用量,合成了一系列不同微球直径和晶粒大小的超顺磁Fe3O4微球。高分辨率透射电镜和X-射线衍射分析证实所得产物为Fe3O4,红外光谱和热重分析表明,微球表面成功包覆聚丙烯酸。微球的大小和组成微球的颗粒粒径分别用透射电镜和X-射线衍射分析,结果表明,所得微球的直径随着3-氨基丙醇的用量增加而减小,组成微球的颗粒粒径随着3-氨基丙醇的用量增加而增大。磁性测试表明所制备微球室温下具有良好的超顺磁性。该制备方法步骤简单,可望用于其他无机氧化物纳米微球或颗粒的制备。     

配位体修饰氟化锶纳米分层微球的可控合成

以硝酸锶为锶源,氟化钠为氟源,乙二胺四乙酸二钠(EDTANa2)为配位体,经微波促进合成了配位体修饰氟化锶纳米分层微球(1),其结构和形貌经XRD和SEM表征。物料比r[n(EDTANa2)∶n(Sr2+)]和反应温度(t)对1rt形貌影响较大。结果表明,在最佳反应条件[n(Sr2+)5 mmol,r=7,于120℃/600 W反应]下合成的17120分层清晰,分散性好,球体均匀,直径600 nm~800 nm。     

Supramolecular Self-assembly and Functionalization of Porphyrin-based Systems

Porphyrins are abundant in nature. They have been frequently employed as building blocks in the construction of nanoarchitectures and functional supramolecular systems. Recently, a series of novel porphyrin molecules including small molecules and polymers have been originally designed and synthesized with the aim of producing nanostructures with controllable-growth and materials with high-performance. Literature coverage is through 2004–2012. This review gives a full summary of related studies in our group.     

4,4'-二甲氧基二苯基氮氧自由基调控甲基丙烯酸甲酯聚合

以4,4'-二甲氧基二苯胺为原料,过硫酸氢钾复合盐(Oxone)为氧化剂,通过一步反应合成了苯环类氮氧自由基——4,4'-二甲氧基二苯基氮氧自由基(DMDPN),并与引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)组成双分子体系进行甲基丙烯酸甲酯(MMA)的调控聚合.用重量法测定转化率、凝胶渗透色谱(GPC)测定分子量及分布.研究了氮氧自由基/引发剂比以及聚合温度对聚合动力学和聚合物分子量及分布的影响,并对得到聚合物进行了再引发反应以及1H核磁共振表征.结果表明该体系下,氮氧自由基与增长自由基之间无明显的氢转移副反应发生,聚合过程中分子量随转化率线性增加,且聚合物末端具有活性,能进行再次链增长,体现出可控/"活性"自由基聚合的特点.确定了最佳氮氧自由基/引发剂摩尔比为1.6∶1、最佳聚合温度为120℃,并在70℃下实现了MMA的调控聚合.     

石墨烯/聚吡咯复合材料与电化学应用研究进展

石墨烯由于其特殊的单原子层结构决定了其具有丰富而新奇的物理化学性质.在发现后的短短十年间,已在物理学、化学、材料科学与工程等领域产生了重要的影响,成为备受瞩目的国际研究前沿和热点.在石墨烯的研究和应用中,最重要的问题就是如何实现其可控制备,组装及功能化应用.近年来,包括本课题组在内的国内外很多研究人员一直在积极探索石墨烯及其功能复合物的制备及应用新途径,其中石墨烯与导电高分子聚吡咯(PPy)的复合是研究的重要内容之一,并且取得了一系列有价值的研究成果.本文对石墨烯/PPy复合结构的可控制备进行了系统的归纳与总结,也讨论了其在催化、驱动器、超级电容器和传感器等电化学应用领域的最新进展,并对相关领域的发展趋势做了展望.     

基于不同还原剂体系银粉的可控制备

以硝酸银为原料,在不同温度条件下,分别以无机和有机还原剂,制备了不同形貌的银粉颗粒,采用扫描电子显微镜以及X射线衍射对其形貌与结构进行了表征。在此基础上,重点研究了不同还原体系对银粉颗粒形貌的影响,并提出了相应的机理。研究结果表明,以七水合硫酸亚铁作为还原剂时,银颗粒形貌由铁离子浓度控制,在高浓度,低反应速度条件下可得到花状银颗粒。随着体系浓度的下降,表面由粗糙花状变为光滑球状,导电性能并随之升高。以抗坏血酸作为还原剂,硫酸根为保护剂时,硫酸根浓度对银粉形貌有着很大的影响,随着硫酸根浓度的增加,银颗粒由球形变为枝片状。导电性能有所升高。     

刺激响应型微胶囊的可控释放研究进展

刺激响应型微胶囊由于具有独有的高稳定性、多功能性、膜结构的可调性、以及对不同芯材的运送能力,在药物封装和释放、人造细胞、催化、化学传感器等领域具有广阔的应用前景.本文综述了近年来不同刺激响应型复合微胶囊的可控释放的研究进展,包括温敏型、pH响应型、磁响应型、生物响应型、电响应型,以及光响应型微胶囊,根据释放机理的不同着重对光响应型微胶囊的释放过程进行了总结,并对微胶囊可控释放在未来的发展趋势进行了展望.     

聚醋酸乙烯酯的光引发可控合成——介绍一个高分子化学综合实验

本实验开展了醋酸乙烯酯的可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT),分别运用偶氮二异丁腈(AIBN)引发和可见光引发两种方式进行了聚合反应,运用核磁共振和凝胶色谱等多种手段对所得聚合物结构进行了表征与分析。通过比较AIBN引发与光引发所获得聚合物端基结构的异同,加深了学生对RAFT聚合方法原理的理解。同时,运用该方法实现了聚合物两端端基结构的高度功能化,深入体会聚合物合成设计概念。本综合实验教学不仅通过对比法加深了学生对实验原理和专业知识的理解,提升了学生创新研究能力,而且训练了学生的实验操作技能、大型仪器使用能力和结果分析能力,提升了综合素质。