二氧化锰在低温NH3-SCR催化反应上的形貌效应

利用水热法制备了三种不同形貌的MnO₂催化剂,分别为α-MnO₂纳米棒,γ-MnO₂纳米片和δ-MnO₂纳米薄膜组装的微球,考察了纳米材料的形貌结构对催化剂低温选择性催化还原(SCR)反应性能的影响,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N₂吸附-脱附、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)以及拉曼(Raman)光谱等表征手段对催化剂的结构进行了分析。结果表明,在50-250 ℃的温度范围内,γ-MnO₂纳米片表现出最优的SCR催化性能,不仅NOx转化率最高而且N₂选择性也最好。表征结果表明,比表面积并不是影响MnO₂催化性能的主导因素,纳米材料的晶型结构与表面暴露的活性晶面共同决定着催化剂的SCR性能。γ-MnO₂纳米片表面暴露的(131)晶面上不仅存在着大量的配位不饱和Mn离子,从而形成了较多的强酸性位点;而且还存在着较多的活性氧物种。这些活性位点可以使得NH₃和NO_x的活化过程在较低温度下进行。高浓度的流动性氧以及高价态的Mn₃₊和Mn⁴⁺也使得催化剂的氧化还原反应更易发生。     

超声波在纳米材料制备中的应用

简要介绍了超声波的作用机理,综述了超声波在零维、一维以及具有特殊结构的纳米材料制备中的应用,并对超声波在纳米材料制备中的应用前景进行了展望.     

草酸锌空心纳米结构的一步固相合成及其表征

本文利用醋酸锌和草酸的一步低热固相化学反应制备了草酸锌空心纳米球，并通过在该反应体系中加入表面活性剂聚乙二醇400得到了草酸锌空心纳米链。采用X-射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、高倍透射电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)、红外(IR) 以及热重-差热(TG/DTA)分析对所合成的样品进行了表征.     

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.     

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.     

共价有机框架的合成及其在肿瘤治疗中的应用研究进展

共价有机框架(covalentorganicframeworks,COFs)是近年来开发的一种由有机单元连接而成的高结晶性多孔聚合物,由于具有良好的孔隙率、模块性、结晶性和生物相容性等特点在肿瘤治疗中显示出了良好的应用前景.本综述总结了已报道的COFs制备方法,包括溶剂热合成法、机械化学合成法、微波合成法、离子热合成法、界面合成法、室温合成法和纳米尺度COFs的合成方法,并根据对肿瘤作用机理的差异,将用于肿瘤治疗的COFs纳米载药系统归纳为药物化疗、光热治疗、光动力学治疗和联合治疗.此外还讨论了COFs在肿瘤治疗领域所面临的主要挑战和发展趋势.     

分级结构ZnO六棱柱：制备及对5-取代-1氢四氮唑催化性能

以简单有效的液相法合成了具有分级结构的ZnO六棱柱,通过改变不同表面活性剂、碱源等反应条件调控ZnO的形貌,结果表明CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和六亚甲基四胺为合成ZnO六棱柱最佳的表面活性剂和碱源,通过研究CTAB的浓度以及反应时间对产品形貌的影响,初步提出了分级结构ZnO六棱柱的形成机理。对制备的ZnO六棱柱进行四氮唑催化性能研究,以不同取代腈为底物显示了良好的催化活性,产率大多在85%以上。     

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.     

引入前沿科学 培养化学核心素养——以“碳量子点的制备”综合实验设计为例

为培养化学核心素养,让中学生了解前沿科学领域明星材料纳米材料的性质和用途,设计开发了一个基于中学生认知水平的研究型综合实验--碳量子点的制备。以含碳量丰富的生物质材料为原料,通过碳化反应以及多次过滤处理方法制备了一种新型的碳量子点,克服了碳量子点制备所需的高温高压等条件限制,使碳量子点这一新型纳米材料的制备能够在中学化学实验中得以实现,利用荧光灯对碳量子点的荧光性质进行定性表征,并将碳量子点制作成隐形荧光墨水,增加了实验的趣味性和实用性。学生实验证明该综合实验适用于中学化学实验教学和实验能力培养,有助于培养学生的科学探究精神、创新意识和社会责任感。     

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.