纳米金属氧化物：复合分散法制备及分散性

通过采用水热晶化与荷电复合分散法制备γ-AlOOH、R-TiO₂和α-Al₂O₃纳米晶体粉末,利用TEM和激光粒度分析仪等手段研究了纳米颗粒水热晶化与荷电复合分散的分散效果及其工艺条件,并探讨了金属氧化物纳米颗粒水热晶化与荷电复合分散机理。结果表明,晶化与荷电复合分散可明显改善金属氧化物纳米颗粒在液相中的分散稳定性,所制得的AlOOH、TiO₂和Al₂O₃纳米颗粒在水中分散放置24 h后的透光率的变化率D₂₄还可分别保持为94.1%、87.7%和82.2%;在水中分散后的粒径分布统计的平均粒径分别为67、70和143 nm。     

并苯纳米环[6]CA及其衍生物的电子结构和光物理性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论PBE0方法在6-31G(d, p) 基组水平上对比研究并六苯纳米环[6]CA及BN取代纳米环[6]CA-BN的几何结构及电子性质. 同时探讨锂离子掺杂对不同体系的芳香性、前线分子轨道、电子吸收光谱及传输性质的影响. 通过电离势、亲合势及重组能的计算, 预测纳米环体系得失电子的能力及传输性能. 结果表明:[6]CA的能隙很小, BN取代后, 能隙明显增大; 锂离子掺杂到两种纳米环中, 在不明显改变前线分子轨道分布的前提下, 几乎同步降低了最高占据轨道、 最低未占据轨道能级, 锂离子掺杂使载流子传输性能得到很大改善; 电子吸收光谱拟合发现, BN取代使吸收光谱很大程度蓝移, 吸收强度明显减小; 而锂离子掺杂对光谱的强度及吸收范围没有明显影响. 关键词： 碳纳米环 硼氮纳米环 锂离子掺杂 密度泛函理论     

不同形貌氧化锌纳米棒的CVD法制备及生长机制讨论

采用CVD技术制备了不同形貌的ZnO纳米棒.并利用XRD、SEM、能谱仪、荧光光谱仪对比研究了其表面结构、成份、相结构及光致发光特性.结果表明,样品形貌随着沉积位置的变化而变化,其生长遵循金属自催化机制.并且表明离子化氧空位的存在有利于ZnO的绿光发射.     

过渡区内纳米颗粒的曳力特性模拟研究

在过渡区内,关于纳米颗粒曳力计算及输运特性的研究较为困难,通常会采用一些近似方法,将自由分子区或者连续介质区的理论计算式进行修正,以适用于过渡区,但是其准确性值得商榷.本文基于分子动力学模拟方法,研究了过渡区内纳米颗粒的曳力特性,并与相关理论进行对比.结果表明,气-固分子间相互作用对纳米颗粒的曳力具有显著影响.当气固结合强度较弱时,理论计算结果与分子动力学模拟值吻合较好;当气固结合强度较强时,分子动力学模拟结果明显大于理论值,这是由于气体分子在纳米颗粒表面的吸附所导致.基于气体分子在颗粒表面的吸附特性,提出引入有效颗粒半径修正,其过渡区内曳力的理论计算结果与分子动力学模拟结果吻合较好.     

简便合成相可调的CsPbBr3-Cs4PbBr6复合纳米晶及相转变过程的原位研究

通过改变四正辛基溴化铵(TOABr)用量和Cs/Pb摩尔比,在室温下采用一步单溶剂法成功制备出单斜相CsPbBr₃和六方相Cs₄PbBr₆两种相结构可调的钙钛矿纳米晶.研究发现,当TOABr浓度较低时(Cs/Pb/Br=1:1:4),体系中主要生成了单斜相的CsPbBr3纳米立方块,该立方块主要经历了快速成核、尺寸分布聚焦生长和Ostwald熟化生长3个阶段,最终尺寸为(11.8±1.6) nm.随着TOABr用量的增加,Br^-和Pb²⁺结合形成[PbBr₃]^-和少量的[PbBr₄[^2-络合物,两种络合物相互竞争.在成核期和生长早期体系中[PbBr3]-占主导,因而形成大量的CsPbBr₃纳米晶,随着反应的进行,体系中过量的Br-会与纳米晶中的Pb相互作用,导致CsPbBr₃纳米晶部分转变为具有六边形形状的Cs₄PbBr     

用硅双结型色敏器件测量色温

提出了一种用硅双结型色敏器件测量色温的方法．在合理的测控电路下，硅双结型色敏器件的电流对数比与实验灯泡的色温值呈良好的单值对应，经单片机处理后可以得到分段线性关系．通过对电流对数比与波长随线的数据拟合，结果表明，用硅双结型色敏器件测量色温，其测量温度可以到10^4K以上，精度可以达到10K．本文的方法与传统方法相比减少了工作量，降低了费用，具有通用性和实用价值．     

氨对硅基铁纳米薄膜高温重凝核的影响

采用弧过滤离子沉积系统（arc filtered deposition,AFD）在纯硅表面制备铁纳米薄膜。研究了750℃下铁纳米薄膜在氢气氛围以及氨气氛围中重凝核的规律。研究表明,在氢气氛围中,铁纳米薄膜重凝核以后形成的铁纳米颗粒随薄膜的厚度增加以及保温时间的延长而增大;但在氨气氛围中,铁纳米薄膜重凝核后形成的纳米颗粒的尺寸随保温时间的变化更为复杂：在氨气作用的初始阶段,铁颗粒的尺寸随氨气作用时间的延长而逐渐变大,但一段时间以后,铁颗粒的尺寸又随氨气作用时间的延长而变小,直到铁颗粒平均直径达到一个最小值（大约在氨气介入后的12min）,随后铁颗粒的尺寸又逐渐变大,并最终达到一稳定值。     

纳米孔壁面作用对蛋白质过孔影响的粗粒化分子动力学模拟

基于粗粒化分子动力学方法模拟电驱动蛋白质过孔过程,研究纳米孔-水/纳米孔-蛋白质相互作用对电泳迁移率的影响;用操控式分子动力学模拟分析蛋白质在不同相互作用下过孔摩擦系数和摩擦阻力.研究发现：蛋白质黏附纳米孔壁面对其过孔特性影响并不明显,而纳米孔-水相互作用对蛋白质过孔电泳迁移率和摩擦系数影响较大.随纳米孔-水相互作用增强,纳米孔壁面与蛋白质附近水分子运动差异显现,蛋白质过孔摩擦阻力显著增大,过孔摩擦系数随之增大,进而影响蛋白质过孔电泳迁移率.所得结果可为纳米孔材料设计提供理论指导.     

石墨烯纳米网电导特性的能带机理：第一原理计算

通过第一原理电子结构计算来研究有序多孔纳米网的电导特性变化的能带机理.能带结构分析结果表明:石墨烯纳米网超晶格(3m,3n)(m和n为整数)的电子本征态在布里渊区中心点发生四重简并;碳空位孔洞规则排列形成的石墨烯纳米网具有由简并态分裂形成的宽度可调带隙,无论石墨烯的两个子晶格是否对等.在具有磁性网孔阵列的石墨烯纳米网中,反铁磁耦合使对称子晶格的反演对称性增加了一项量子限制条件,导致能带结构在K点的二重简并态分裂成带隙.通过控制网孔密度能够有效调节石墨烯纳米网的带隙宽度,为实现新一代石墨烯纳米电子器件提供了理论依据.     

离子浓度及表面结构对岩石孔隙内水流动特性的影响

酸性环境引发的岩石孔隙表面溶解增加了孔隙内水溶液的盐离子浓度,破坏了孔隙的表面结构.本文采用分子动力学模拟的方法研究了纳米级岩石孔隙内水溶液的流动特性,分析了盐离子浓度和孔隙表面结构对水流速度分布的影响及原因.研究结果表明:纳米级岩石孔隙内的水溶液流动符合泊肃叶流动特性,流速呈"抛物线"分布;随盐离子浓度增加,水溶液内部氢键网络变得更为致密,水黏度随其呈线性增长;水溶液中离子浓度越大,孔隙表面对水流动的阻力越大,最大流速越小,速度分布的"抛物线"曲率半径越大;岩石孔隙表面结构的破坏改变了流动表面的粗糙程度,增加了孔隙表面对H2O分子的吸引力.随表面结构破坏程度的增大,水溶液在近壁区域的密度增大,流速降低;当表面破坏程度达到50%时,水溶液在近壁区域出现了明显的负边界滑移现象.