模板法制备纳米片状银粉的粒径与形貌控制

模板合成法广泛应用于纳米材料的研究.表面活性剂在水溶液中可以形成多种自组装胶体结构,被认为是纳米材料制备的有效模板,对非球形贵金属纳米粉体的制备很有效.对片状银粉的制备方法进行了总结,特别是纳米片状银粉的模板法制备,探讨了模板法制备纳米片状银粉的原理与影响因素,分析了模板法制备纳米片状银粉的粒径与形貌控制关键,并对纳米片状银粉粒径与形貌控制提出了一些建议.     

利用双子表面活性剂辅助制备纳米材料和介孔材料的研究进展

纳米材料的特殊结构决定了其具有大的比表面积、高的表面活性等特点,因而在力学、热学、光学、电磁学等方面都具有广泛的应用。以表面活性剂形成的胶束和乳液等为模板制备纳米材料是一种常见的方法,该方法可以大大降低溶剂的表面张力并改变体系的界面组成和结构,已经引起了研究者们的高度重视。有序介孔材料具有规则可调的纳米级孔道,可用作吸附剂、催化剂、催化剂载体或模板。以表面活性剂自组装形成的聚集体为模板合成有序介孔材料由于操作简单,且材料的孔道分布更为均一,因而成为了最常见的制备方法。但目前在纳米材料及介孔材料的制备中,普遍使用传统的单链表面活性剂作为模板剂,由于该种表面活性剂结构单一,因而以其为模板所生成的纳米材料及介孔材料暴露出形貌单一且结构不易调控等缺点。双子表面活性剂由于具有特殊的胶束自组装行为、高的表面活性及分子结构中疏水链段与联结基组成可调等特点,可实现纳米材料更加良好的分散及制备具有独特形貌的纳米材料和介孔材料。根据国内外研究进展,本文从双子表面活性剂在溶液中形成的各种有序聚集体——胶束(反胶束)、囊泡及液晶等角度出发,综述了以其为模板或者微反应器制备纳米材料的研究进展,同时对以双子表面活性剂为稳定剂辅助制备纳米材料的研究进展进行了阐述,并总结了双子表面活性剂辅助制备介孔材料过程中其结构参数变化对介孔材料形貌的影响,最后对双子表面活性剂辅助制备纳米材料及介孔材料的前景进行了展望。     

二氧化钛纳米材料的制备与形貌控制

以草酸钛钾和双氧水为反应物,高纯水为溶剂,在不使用任何表面活性剂的条件下,采用一种简单的水热法制备了形貌可控的二氧化钛纳米材料.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所得产物的晶体结构和形貌进行了表征.测试结果表明所得产物为金红石相二氧化钛纳米带状花,通过改变混合溶液的搅拌时间和水热反应时间,可以实现对反应体系中气泡模板和产物形貌的调控,进而制得二氧化钛纳米棒状花.这种制备二氧化钛纳米带状花和二氧化钛纳米棒状花的简单方法,将为二氧化钛纳米材料的形貌和性能调控提供依据.     

溶剂热/水热法控制合成一维无机纳米材料的影响因素探讨

纳米材料的物相、尺寸和颗粒形状等决定其性能和应用，其可控制备至关重要。主要讨论了在溶剂热/水热法制备一维无机纳米材料过程中，溶剂、浓度、反应温度、反应时间、表面活性剂等因素对产物的物相、尺寸和形貌等的影响。     

聚膦腈微纳米材料的制备及应用

无机纳米材料由于其结构的特殊性比如平均粒径小、比表面积大、表面能高,呈现出独特的小尺寸效应、表面效应、增强效应等,因此自被发现以来在各行各业引起了广泛的关注。但是其固有的组成和结构也带来一系列问题,如大部分无机纳米材料无法降解,在溶剂或聚合物中分散困难等。在使用前通常需进行表面功能化处理,增加了其应用成本。采用聚合物微纳米材料代替无机纳米材料成为纳米材料开发的一个新思路。聚合物微纳米材料的制备通常采用两亲性分子的自组装或者在模板表面进行聚合的模板法。自组装法所需的两亲性分子的准备通常是一项琐碎的任务,而模板法需要预制可控尺寸和形状的模板,都是多步过程,因此,在温和的条件下开发尺寸可控的聚合物纳米粒子的简便方法是一个挑战。环状聚磷腈作为一种新发展起来聚合物微纳米材料,在一定的环境条件下,可以通过快速的一步聚合和同时自组装过程容易地形成,并且立体形貌可根据组成和反应条件从零维调整到二维。与无机纳米材料相比,聚磷腈微纳米粒子由于其柔韧性,多种功能性、可调表面特性、生物相容性等,在药物控释、聚合物改性、锂离子电池、反应催化等领域获得广泛的关注。尽管如此,新型组成和结构的聚磷腈微纳米材料的开发和应用仍有待进一步加强。比如,如何通过靶向基团或环境敏感性基团的引入进一步加强药物控释的效率,如何通过其他阻燃元素或无机结构的引入提高材料的阻燃效率,聚磷腈作为阻燃助剂可否进一部扩展到环氧树脂外的其他聚合物体系,这些问题都有待进一步解决。本文归纳了聚磷腈微纳米材料的制备及应用研究进展,分别对不同形态的聚磷腈微纳米材料的制备条件、制备原理和结构特征进行了详细介绍,以期为制备不同组成和结构的聚磷腈微纳米材料提供参考。分析了聚磷腈微纳米材料在药物控释、聚合物阻燃、锂离子电池、反应催化等领域的研究现状,并对其应用前景进行了展望。     

用于锂离子电池的Fe3O4/C纳米结构的可控制备（英文）

采用溶剂热反应并经在氮气中煅烧的方法制备出不同形貌的Fe3O4/C纳米复合物。无需表面活性剂或模板剂,仅通过调控反应物的浓度,合成出花状、纳米片状、空心球形结构3种纳米结构,并对不同形貌的形成机理进行探讨。此外,三种不同形貌样品的电化学结果表明,花状样品的电化学综合性能显著优于另外两种形貌,在5 C的充放电电流下,其可逆比容量能达到227mAh/g,而空心球形、纳米片状结构样品的容量则分别为45、10mAh/g。     

纳米颗粒的模板自组装

纳米颗粒具有优异的物理化学性质,是各种超结构材料最为重要的构造基元。作为一种"自下而上"的制备方法,模板自组装技术可以控制纳米颗粒在自组装超结构材料中的位置和排列顺序,尤其适用于制备规整、多组分、结构复杂的自组装体系。介绍了纳米颗粒自组装方法中常用的模板,以及利用这些模板实现纳米颗粒自组装的一般过程。强调了纳米颗粒与模板之间的物理、化学作用,从本质上阐明模板自组装方法,为制备功能性复杂纳米颗粒自组装材料提供了有益的借鉴。     

搅拌速度对介孔二氧化硅形貌的影响

本文利用阴离子模板法第一次制得杆状形貌的介孔二氧化硅材料。搅拌速度影响无机硅源的聚合速度及表面活性剂分子、助结构导向剂分子及无机硅源的自组装,从而影响所得样品的形貌。在200 rpm和1000 rpm下分别制得杆状(或手性棒状)和球形的介孔二氧化硅材料。并通过透射电子显微镜(TEM)对其形貌进行了表征。     

各向异性无机纳米粒子的研究进展

随着纳米材料及纳米科技的深入发展,纳米材料的结构化现已成为备受关注的焦点。各向异性无机纳米粒子以其独特的形貌特征、纳米尺寸效应及巨大的发展潜力和应用空间掀起了材料科学界的研究热潮。综述了近年来各向异性无机纳米粒子的研究进展,归纳总结了其常见的制备方法,包括自组装法、水热合成法、超声法、模板法、化学沉积法及溶胶-凝胶法,展望了各向异性无机纳米粒子的发展方向及其在各行各业中的应用前景。     

复合模板法制备非硅基介孔材料的研究进展

综述了利用阴离子、阳离子、非离子表面活性剂及非表面活性剂复合模板制备氧化钛、氧化铝及掺杂介孔材料等非硅基介孔材料的研究进展,探讨了复合模板在无机-有机协同自组装过程中的作用,并展望了未来复合模板在介孔及介孔复合材料制备、性能研究中的前景.     

表面活性剂辅助室温液相合成BaCO3纳米棒

用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为形貌控制剂,通过室温液相反应成功制备出BaCO3纳米棒.纳米棒的直径为60～250nm、长度达几微米.用X射线粉末衍射和透射显微镜技术对所制备纳米晶的成分、形状和尺寸进行了表征分析.研究结果表明,表面活性剂对BaCO~纳米棒的形成起着关键的作用.对BaCO~纳米棒的形成机理作了深入的讨论,提出了BaCO3纳米棒的表面活性剂软模板诱导自组装生长机理.     

“核-壳-冠”聚合物胶束模板合成无机中空纳米材料的研究进展

无机中空纳米材料由于其低密度、高表面/体积比、低热膨胀系数等特点,近年来在催化、锂电池电极材料、药物输送等诸多领域显示出了突出的应用潜力。目前,此类材料的制备方法中,应用最为广泛的是模板法。早期的模板法多采用硬模板法,硬模板一般包括金属晶体、二氧化硅纳米球和PS乳胶纳米球等,但该方法存在因合成工艺步骤复杂导致的产物产率较低,以及模板去除时外壳结构脆弱等缺点。为克服上述缺点,后续的研究主要转向软模板法,常见的软模板包括乳液液滴、表面活性剂胶束和嵌段共聚物胶束等。然而,近年来的研究发现,当采用乳液液滴或者表面活性剂胶束作为软模板来制备无机中空纳米材料时,由于上述软模板的可变形性,会导致所制备的无机中空纳米材料的形态和分散性较差。基于这些发现,后续的研究又相继转向利用两亲性分子来合成无机中空纳米材料。两亲性分子可自组装为有序的球形等形状的胶束,这些胶束主要由单分子、AB二嵌段、ABA三嵌段共聚物等形成"核-冠(Core-corona)"结构,嵌段共聚物胶束可以为中空纳米结构提供相对更刚性的空心支架,从而实现更好的尺寸和形状控制。但是,实验发现,采用此类胶束的冠(Corona)作为外壳形成的模板时,胶束的冠区域会因为吸收无机壳层材料的前驱体而变得不稳定,易导致严重的团聚现象。因此,目前最新的一些研究成果主要通过新开发三组分ABC三嵌段共聚物来克服上述软模板的缺陷,ABC三嵌段共聚物胶束可以为无机纳米组装体提供比AB二嵌段和ABA三嵌段共聚物更多样的形态和功能特征,而且无机材料的前驱体被刻意选择性地吸附到胶束的壳层(Shell)区域,保证了胶束的冠区域免于被无机前驱体沉积,从而极大地提高了整个胶束的稳定性,避免了产物发生严重的团聚。目前,采用PS-PVP-PEO、PS-PVMP-PEO、PS-b-PAA-b-PEO等不同形式的ABC三嵌段共聚物形成的"核-壳-冠(Core-shell-corona)"聚合物胶束,已成功制备了中空氧化硅纳米球、金属氧化物中空纳米球、中空氧化钛纳米球、含金属氧化物在其空腔的中空介孔二氧化硅纳米结构等。在这些无机中空结构的制备过程中,聚合物胶束的核区域主要作为中空空核形成的模板;壳区域主要作为无机前驱体溶胶-凝胶反应的反应区;冠区域起到稳定胶束的作用。本文归纳了应用"核-壳-冠"聚合物胶束制备无机中空纳米材料的研究进展,分别对聚合物胶束模板的发展情况、不同结构的无机中空纳米材料的制备方法和机理等进行了介绍,并着重介绍了无机中空纳米材料在锂电池电极材料、催化以及药物输送等领域的应用情况,以期为发展更优异的无机中空纳米材料制备方法和进一步拓展该类材料的应用提供参考。     

表面活性剂辅助室温固相合成BaCO_3纳米棒

用表面活性剂聚乙二醇400为形貌控制剂,通过室温固相反应成功制备出BaCO3纳米棒.纳米棒的直径为80～160nm、长度为150nm～1.5μm.研究结果表明,在反应过程中,表面活性剂所形成的结构对最终纳米晶的形貌起着决定性的作用.用X射线粉末衍射和透射显微镜技术对所制备纳米晶的成分、形状和尺寸进行了表征分析.对Ba-CO3纳米棒的形成机理作了深入的讨论,提出了BaCO3纳米棒的表面活性剂软模板诱导自组装生长机理.     

两亲性嵌段聚合物模板制备半导体纳米粒子研究现状

两亲性嵌段聚合物在选择性溶剂中的自组装行为导致其在纳米材料制备过程中具有非常好的应用前景。文中以两亲性嵌段聚合物的基本结构特点及自组装行为为出发点,概述了用于制备半导体纳米材料的两亲性嵌段聚合物的种类及特点,重点介绍了以两亲性嵌段聚合物为模板制备半导体纳米粒子的基本方法及在各种条件下半导体纳米粒子的不同生长机制,并对两亲性嵌段聚合物在制备功能化纳米材料方面的应用进行了展望。     

表面组装抗生素的磁性四氧化三铁纳米材料及抗菌性能研究

采用溶剂热法制备了聚丙烯酸修饰的Fe₃O₄纳米材料,并采用层层静电自组装法在非二维平面的纳米颗粒上组装氨基糖苷类抗生素庆大霉素和酸性粘多糖透明质酸。利用透射电镜观察纳米表面形貌,采用热重分析仪和X射线衍射仪研究材料结构和物相组成,通过傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、Zeta电位仪和振动磁强计分析了其表面理化性质和磁性性能。抗菌实验结果表明,外加磁场作用有效改善了材料渗透细菌生物膜的效率,显著提高了抗生物膜的靶向性和抗生素的药物利用度,在治疗细菌感染方面展现出良好的应用前景。     

半导体纳米材料Zn(en)3 Se,ZnSe及其光学性能研究

以有机溶剂热技术制备片状Zn（en）3Se（en为乙二胺）纳米材料,DTG、IR、XRD分析结果表明该化合物中乙二胺与中心离子Zn^2＋通过配位键相结合;以制得的纳米Zn（en）3Se为母体,在氮气氛中煅烧至980℃,热分解制得棒状纳米ZnSe;以TEM、ED初步研究了两者的形貌、结构;以提拉法分别将Zn（en）3Se、ZnSe纳米材料涂布在ITO导电玻璃上,制得纳米颗粒／ITO复合膜,并研究其光学特性。结果表明,Zn（en）3Se属立方晶系,呈片状结构;ZnSe属六方纤锌矿型,棒直径在40nm左右;可能的生长机理是乙二胺作为模板分子,首先嵌入到ZnSe无机结构框架中,接着受热分解逃逸出无机框架形成一维纳米棒。PL分析表明Zn（en）3Se的荧光红移至448nm处。     

Au／SiO2复合纳米颗粒膜及SiO2纳米线的制备

室温下用磁控溅射法在Si（111）衬底上生成Au／SiO2复合纳米颗粒膜,并分不同温度进行退火处理。1000℃退火时自组装生成空间分布均匀（直径约为70nm）的Au纳米点,从而用自组装生长方法制备了生长一维纳米材料的模板,然后,将Au催化剂模板在1100℃下退火处理,生成纳米线,SEM和TEM测试,制备的SiO2纳米线直径约为100nm,长度约为4μm,表面光滑,直且粗细均匀。     

不同模板剂对氢氧化镧的微观结构及光催化性能的影响

以La(NO3)3·6H2O和KOH为原料,以EDTA、PVP和HMTA等为模板剂,采用微波水热法制备得到纯相La(OH)3,使用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对产物的物相和形貌进行了分析,结果表明,不添加模板剂和添加EDTA、PVP、HMTA为模板剂时,可分别制备得到具有纳米棒状、类球形纳米颗粒、片状、纳米棒组装的片状形貌的纯相La(OH)3。光催化测试结果表明,模板剂可有效调控产物的微观形貌,并进一步提升La(OH)3的光催化性能。其中添加EDTA得到的类球形La(OH)3在21min内对亚甲基蓝的降解率可达99%。     

生物分子模板法制备低维金属纳米材料研究进展（Ⅱ）

本文概述了蛋白质、DNA等生物分子模板表面化学沉积制备低维金属纳米材料的最新研究进展。蛋白质可自组装形成不同层次的纳米结构,而DNA分子可自组装形成纳米线和网状结构。这些不同的纳米结构可作为模板,化学沉积,制备金属纳米管、纳米线等一维或二维纳米材料。金属纳米管和纳米线具有导电、导热、磁性和具有特殊的量子效应,在电磁活性复合材料,可控缓释系统、纳米器件和纳米电路等领域有重要的应用前景。     

水热合成三维花状薄水铝石微观结构

在水溶液体系中,利用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为模板剂,水热合成了由纳米薄片自组装成的三维花状薄水铝石微观结构,采用XRD、SEM和TEM对其物相结构和形貌进行了分析,研究表明,该花状微观结构是由厚度50mm左右的纳米薄片自组装而成,形貌规则统一,分散均匀,平均直径为1．5μm,在其形成过程中,模板剂CTAB起到关键性的作用,并推断了纳米薄片自组装花状微观结构的形成机理。经过500℃焙烧得到的γ-Al2O3保持了该花状微观结构。