酒石酸溶胶-凝胶法制备ZnFe_2O_4纳米材料

20世纪 80年代中期发展起来的纳米材料 ,使材料的超塑性、强度大为提高。对材料的电学、热学、磁学、光学性质产生了重要影响 ,为材料的利用开拓了一个崭新的领域 ,已成为世界各国研究开发的重点之一[1 ,2 ] 。纳米材料采用传统的机械方法是难以制得的。近年来 ,有关制备方法报道较多 ,包括物理法(蒸汽冷凝法、爆炸法、离子溅射法、机械研磨法、低温等离子体法等 )、化学法 (水热法、水解法、熔融法等 )、综合法 (等离子加强化学沉淀法ＰＥＣＶＤ、激光诱导化学沉积法ＬＩＣＶＤ等 )。某些方法颇具特色 ,但能够实用化批量生产的方法则很少[3…     

Ultrahigh spatiotemporal resolved spectroscopy

We review the technique and research of the ultrahigh spatiotemporal resolved spectroscopy and its applications in the field of the ultrafast dynamics of mesoscopic systems and nanomaterials. Combining femtosecond time-resolved spectroscopy and scanning near-field optical microscopy (SNOM), we can obtain the spectra with ultrahigh temporal and spatial resolutions simultaneously. Some problems in doing so are discussed. Then we show the important applications of the ultrahigh spatiotemporal resolved spectroscopy with a few typical examples.     

Highly Sensitive and Selective Fluorescence “Turn-On” Detection of Pb (II) Based on Fe3O4@Au–FITC Nanocomposite

New nanocomposites, Fe₃O₄@Au–FITC, were prepared and explored to develop a fluorescent detection of Pb²⁺. The Fe₃O₄@AuNPs–FITC nanocomposites could be etched by Pb²⁺ in the presence of Na₂S₂O₃, leading to fluorescence recovery of FITC quenched by Fe₃O₄@Au nanocomposites. With the increase of Pb²⁺ concentration, the fluorescence recovery of Fe₃O₄@AuNPs–FITC increased gradually. Under optimized conditions, a detection limit of 5.2 nmol/L of Pb²⁺ with a linear range of 0.02–2.0 µmol/L were obtained. The assay demonstrated negligible response to common metal ions. Recoveries of 98.2–106.4% were obtained when this fluorescent method was applied in detecting Pb²⁺ spiked in a lake-water sample. The above results demonstrated the high potential of ion-induced nanomaterial etching in developing robust fluorescent assays.     

新型碳纳米材料在低温燃料电池催化剂中的应用

 碳纳米管及其衍生纳米碳材料是一种介于富勒烯与石墨之间的碳的存在形式,具有独特的电子性质. 碳纳米材料可与其表面负载的金属活性相产生一种特殊的载体-金属相互作用; 纳米管中电子转移的动力学行为极佳,并且其特殊的纳米级孔道结构有利于反应物及产物的传质,因此作为低温燃料电池催化剂载体备受关注. 综述了多种新型碳纳米材料如碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米盘、碳纳米角和碳纳米分子筛等在低温燃料电池催化剂中的应用,并对其存在的问题和可能的发展方向进行了讨论.     

二氧化硅纳米结构径向呼吸振动的理论研究

运用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上,计算了由Si₂O₂二元环组成的准一维SiO₂纳米链及三元环(3MR)、四元环(4MR)、六元环(6MR)和八元环(8MR)组成的SiO₂纳米管的Raman振动光谱。从Raman光谱发现纳米链和纳米管的径向呼吸振动频率随链或管长的增加而频率移动相反,即分别发生红移和蓝移,但随着链和管趋于无限长频率趋近稳定值;同时,随着直径的增大,振动频率减小。在小尺寸时,由于结构内部的应力影响使频率移动更明显,进一步对键长和键角分析说明,结构应力的作用使频率随尺寸变化发生移动。     

非晶态Nb氧化物纳米薄膜可见光区的光玫发光

在低真空及亚高温(200～300℃)下.通过热氧化法在Si单晶基底上合成了呈准直阵列的椎形结构的氧化铌(NbOx)非晶结构纳米薄膜,薄膜经热处理后室温下在可见光区具有很好的光致发光.实验研究了退火温度与发光强度规律,对铌氧化物纳米薄膜的光致发光(PL)机制进行了初步分析和讨论.变功率光致发光(PL)实验有力地支持了初步讨论结果.     

氧化还原刻蚀铜表面对二氧化碳电催化还原性能的研究

大规模化石燃料的使用排放了大量的二氧化碳（CO₂）,导致环境中二氧化碳的含量急剧增加. 为了降低大气中二氧化碳的含量,以电催化的方法将二氧化碳转化为有用的化工原料和燃料是解决能源和环境问题的重要途径. 本文主要利用氧化还原刻蚀法,在铜表面形成复合纳米结构,用于二氧化碳的电催化还原反应研究. 首先,作者通过一定浓度的三氯化铁（FeCl₃）溶液与铜片的氧化还原反应,在刻蚀铜表面时形成具有立方体结构的氯化亚铜纳米材料,用于二氧化碳的电催化还原反应. 为了研究反应时间对催化性能的影响,作者通过改变反应时间（1、2、3和4 h）合成了不同结构的铜基催化剂. 研究发现,在反应3 h后,Cu-3h催化剂对二氧化碳的电催化还原具有较小的起始电压（-0.3 V vs. RHE）和较大的电流密度值,表现出了较强的还原能力. 经检测,所得到主要还原产物为一氧化碳（CO）和甲烷（CH₄）. 在-0.6 V时,二氧化碳催化还原的法拉第效率可达到60%,表明以氧化还原法刻蚀铜表面具有较好的改善二氧化碳电催化还原的能力.     

花状结构Mn/CuO-CeO2的合成及对 CO氧化反应的催化性能

通过构建CeO₂与过渡金属氧化物的复合材料提高了CeO₂的高温热稳定性并改善其催化活性. 利用溶剂热法合成了不同组成的三维花状结构Mn/CuO-CeO₂多元复合纳米材料. XRD分析结果表明, 复合材料是以萤石相CeO₂结构为主体的固溶体; SEM照片显示花状结构微球由无数纳米片组装而成, 而每个纳米片的结构单元为尺寸约10 nm的纳米颗粒. 复合材料中CuO和MnO_x的高分散性使各组分之间产生强的相互作用, 所以催化剂的催化活性按照CeO₂2<xMn/CuO-CeO₂的顺序依次升高. 随着Mn掺杂量的增加, 复合材料的催化活性先升高后降低, 在n_Ce∶n_Cu∶n_Mn=25∶5∶2时催化剂表现出最佳催化性能: 在CO氧化反应中, 173 ℃时即能实现CO的完全转化, 并且具有很好的催化稳定性.     

基于功能化Fe3O4@Ag纳米粒子快速检测H92+的SERS方法

近年来,汞作为一种重要的污染物引起了人们的广泛关注.迄今为止,基于表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman scattering,SERS）的Hg²⁺检测方法因其在不同的检测方法中具有高灵敏度而备受关注.基于“turn-off”机制,我们合成出一种磁性Fe₃O₄@Ag（FA）纳米材料用于Hg²⁺的SERS检测.磁等离子体共振纳米颗粒结合了磁共振和等离子体共振特性,可用于高灵敏度和高选择性的汞离子的SERS检测.通过修饰带正电的聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC,PolyDADMAC,PDDA）层,Fe₃O₄@Ag表面吸附上带负电的甲基橙探针分子,在Hg²⁺存在的情况下,可以观察到SERS信号显著降低.由于Hg²⁺与Ag纳米颗粒会快速反应并在Ag纳米颗粒表面形成一层汞齐,从而影响了Ag纳米颗粒的表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）性能,导致电磁场强度的减弱;同时,这样也会导致Ag纳米颗粒的表面Zeta电位的降低,并且影响拉曼探针分子在其表面的吸附,从而进一步导致SERS信号的降低.因此,在含有Hg²⁺的情况下,SERS强度的降低主要归因于Hg²⁺与AgNPs的相互作用.通过我们的实验可以证明,基于“turn-off”机制检测Hg²⁺的方法的检测限可以低至10^-10 mol/L.本实验设计的SERS纳米传感器可用于快速检测环境中Hg²⁺,为构建重金属离子SERS纳米传感器提供了巨大的潜力.     

纳米晶粒在高压下的相变

文章报道了纳米晶粒的晶粒尺寸对压力诱导相变的影响的最新研究进展．采用热力学理论揭示了纳米晶体材料的相变压力与同种大块材料不同的主要因素是体积变化率、表面能差和内能差．通过估算这3个因素的具体大小，可解释文献中报道的实验结果，并且可以确定同种大块材料和纳米晶体材料之间的相变压力发生差异的控制因素．在纳米晶体材料中，晶粒尺寸对结构稳定性和相变压力的影响与体系本身有关．