纳米金刚石及其稳定性

用ＴＮＴ／ＲＤＸ炸药爆炸所产生的瞬间高温高压制备了纳米金刚石粉体。用Ｘ射线衍射和透射电子显微镜测定金刚石微晶的尺寸约５￣１０ｎｍ。晶胞常数比常规大块金刚石有所增大。化学活性增高，红外吸收光谱表明其含有－ＣＯＯＨ，〉Ｃ＝０，－ＯＨ等基团，它们来自纳米金刚石表面的大量悬键吸附和晶粒中大量缺陷，用差热分析和热失重分析研究了它在空气和氮气氛中的热稳定性。结果表明其表面吸附的水、氧、氮和某些有机物，在高于１     

纳米线阵列的电化学优化光吸收增强研究

通过在自生长的半导体Cu2S纳米线阵列表面进一步应用电化学表面沉积处理,在纳米线表面形成尺寸更小的Cu2S纳米颗粒结构,实现了在不减小纳米线直径或增加纳米线长度的情况下,有效提高了纳米线阵列光吸收性能。利用I-V循环扫描曲线研究了以Cu2S纳米线阵列为工作电极的Cu2S沉积电位,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见-近红外分光光度计,对纳米阵列的相结构、微观表面形貌、晶体结构及光吸收能力进行了表征和分析。研究表明:沉积于单斜晶系Cu2S纳米线阵列上的纳米颗粒为斜方晶系Cu2S,沉积后纳米线表面结构改变,粗糙度明显增加,起到了减少纳米线的光反射、优化原纳米线阵列光吸收综合能力的作用。     

金刚石纳米线的制备方法及研究进展

金刚石纳米线是一种宽禁带的半导体材料,理论研究表明金刚石纳米线具有优异的物理化学性能,如负的电子亲和势、良好的化学惰性、高的杨氏模量和极高的硬度以及室温下高的热导率。这些优异的性能让研究者产生了浓厚的兴趣,并促进了金刚石纳米线合成方法的发展。其中包括离子反应刻蚀、碳纳米管的等离子后处理、高温高压法、模板或催化剂辅助CVD法。综述了金刚石纳米线的主要制备方法有反应离子刻蚀法和化学气相沉积法以及目前金刚石纳米线的研究进展。     

富氮N_2/CH_4/H_2体系中金刚石纳米线的制备研究

使用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在富氮N_2/CH_4/H_2体系中纳米金刚石膜沉积进行研究。使用扫描电子显微镜对纳米金刚石膜的表面形貌进行测试,使用光射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对纳米金刚石膜的表面化学结构进行表征。结果表明,氮气浓度的改变对纳米金刚石膜的表面形貌和晶粒尺寸都有明显影响。在氮气浓度为85%时,纳米金刚石膜的表面由平均长度为2.5μm金刚石纳米线组成,晶粒尺寸在85%最低,为8 nm。纳米金刚石膜氮元素含量随氮气浓度上升而上升在95%为2.68%。晶粒尺寸下降,晶界含量上升,C=C键含量上升;晶粒尺寸上升,晶界含量下降,C=C含量下降。C-C键含量随着晶粒尺寸下降而下降,随晶粒尺寸上升而上升,同时C-C峰的FWHM值在氮气浓度为85%时最低为1.16 e V。     

金刚石膜内晶粒尺寸和取向对其热导率的影响

研究了金刚石膜内晶粒尺寸和取向程度对金刚石膜热导率的影响。通过对衬底表面进行不同研磨时间的处理和适当的工艺条件，采用灯丝热解化学气相沉积（ＨＦＣＶＤ）的方法在单晶硅衬底上形成了具有不同晶粒尺寸和不同程度（１００）晶面取向的金刚石膜，并研究了其热导率。结果表明，由大晶粒和较高程度（１００）晶面取向的晶粒构成的金刚石膜具有热导率特性。     

金刚石表面生长石墨烯的纳观尺度机理研究进展

近年来，将石墨烯转移至金刚石表面形成的石墨烯/金刚石异质结构在精密制造、电子制造等领域展现出显著优势，但石墨烯本征特性会因转移至介电基材后缺陷和界面处的声子散射而明显减弱。因此，以金刚石作为衬底直接生长石墨烯成为获得高质量石墨烯/金刚石异质结构的一种全新尝试。虽然以金刚石作为衬底相比于其他介电材料拥有众多优势，但是现阶段在金刚石表面生长的石墨烯通常存在晶格缺陷多、畴区尺寸小等缺点，也缺乏纳观尺度下金刚石结构表面石墨烯生长的机理解析和理论指导。本文评述了在金属催化、非金属诱导和高温热解三种催化方式下金刚石表面生长石墨烯的纳观尺度机理研究进展，对不同催化方式下金刚石表面生长石墨烯的原子机理进行了总结，并对不同催化条件下生长石墨烯的典型结果进行对比分析，最后归纳了金刚石结构表面生长石墨烯研究所面临的关键问题与挑战，展望了基于金刚石表面石墨烯生长研究的发展方向，可为高质量石墨烯/金刚石异质结构的研究与应用提供有益借鉴。     

福建物理结构研究所纳米重大专项取得阶段性创新成果

由福建物理结构研究所承担的省科技重大专项“功能纳米材料”的专题“纳米分子功能材料研发”，取得了系列创新性研究成果，实现了硼硫化法和无溶剂法合成纳米材料的新方法，成功地合成出具有荧光性能的稀土硫氧化物纳米线、具有吸附性能的CuS与Cu2S核-壳结构，以及具有光电转化性能的高温稳定性CuInS2半导体材料。     

烃类在固载金属离子PVA膜中的溶胀吸附性能研究

制备了过渡金属盐填充固载PVA膜，实验测定了环己烷、环己烯在膜中溶胀吸附性能，结果发现：PVA膜经填充过渡金属离子Ag^ 、CO^2 等后，环己烯的溶胀吸附性能提高了3～5倍,而环己烷的溶胀吸附性能几乎不变；过渡金属盐的结构和性质对其填充固载PVA膜的环己烯溶胀吸附性能有较大影响，构成盐的金属离子尺寸越小、对应的阴离子尺寸越大、以及金属离子和阴离子之间的离解能越小，其填充固载PVA膜的环己烯溶胀吸附性能越好；过渡金属盐在填充固载PVA膜中的固载量增大，膜对环己烯的溶胀吸附性能提高，但趋势越来越弱，同时膜的机械强度等降低，固载膜中金属离子与PVA之摩尔比在0．5～1．0为宜。     

表面修饰金刚石薄膜导电性研究进展

表面经过不同化学修饰,金刚石薄膜会表现出不同的表面导电性能。这使得其在平面微电子、微电化学器件开发方面有着广阔的应用前景。总结国内外的研究,结合近年来的研究成果,详述了不同表面修饰金刚石薄膜的实现方法,讨论了表面修饰金刚石薄膜的几何结构和电子结构,并对当前有关表面修饰金刚石薄膜导电机理的主要观点进行了分析。在此基础上,提出了今后不同表面修饰金刚石薄膜导电性的研究重点。     

金刚石纳米线的制备方法及研究进展

金刚石纳米线是一种宽禁带的半导体材料,理论研究表明金刚石纳米线具有优异的物理化学性能,如:负的电子亲和势,良好的化学惰性,高的杨氏模量和极高的硬度,以及室温下高的热导率。这些理论研究促使实验有了重要可行的发展目标,通过大量的努力研究,合成金刚石纳米线的方法已经得到了很大的发展,包括离子反应刻蚀、碳纳米管的等离子后处理、高温高压法、模板或催化剂辅助CVD法。本文综述了金刚石纳米线目前的主流制备方法:反应离子刻蚀法和化学气相沉积法,以及金刚石纳米线的应用和研究进展。     

规律排列束状勃姆石纳米线的制备

采用简单的水热法以羧甲基纤维素钠为模板剂制备束状勃姆石(γ-AlOOH)纳米线。大部分束状勃姆石纳米线都宽约800～900nm,长约2μm。利用XRD、FT-IR、SEM和TEM分别对产物的形貌、尺寸、结构进行测试。罗丹明B(RhB)的吸附试验表明产物具有很好的吸附性能。另外,加入羧甲基纤维素钠对形成束状形貌的重要性也进行了讨论。     

铅纳米线熔化温度的尺寸效应研究

利用分子动力学的方法研究了Pb纳米线熔化温度的尺寸效应.研究表明,纳米线的熔化温度随着尺寸的减小而降低,纳米线的熔化过程从表面开始,并逐渐向中心趋近.纳米线在熔化过程中,温度也在逐渐升高,这不同于块体材料.Pb纳米线熔化温度的变化量与相同尺寸Pb纳米薄膜的变化量之比为2:1.另外,Pb纳米线的热力学稳定结构存在一个临界尺寸S(2nm＜S＜2.5nm),尺寸＜S,Pb纳米线的稳定结构是晶态,而＜S则为非晶态.     

羟基磷灰石表面吸附性能的研究综述

羟基磷灰石(HA)吸附能力受酸碱度、其它离子浓度等外界因素的影响,对HA表面改性处理能在一定程度上改变HA表面电性结构,从而改善吸附性能.动力学上多因素作用影响HA吸附速度或改变具体的吸附行为.通过总结HA对无机物、金属及有机物的作用条件、反应过程及吸附机理发现:人们还没有找到一个普遍的理论模型来解释HA与其它材料发生吸附作用的过程,目前对HA表面吸附性能的研究还停留在具体零碎材料的相互作用上.在HA表面嫁接有用的作用基团或物质,通过改变HA表面部分结构以改善吸附性能成为目前和今后一段时间内HA吸附性能研究的重点之一.     

氧化钨纳米线敏感膜对CO气体的气敏性能

采用丝网印刷法制备了氧化钨纳米线敏感膜,系统研究了不同热处理温度下敏感膜的结构、形貌以及对CO气体的气敏性能.结果表明,氧化钨纳米线敏感膜具有较高的结构稳定性,经450℃热处理后其结晶取向和结构均未发生变化;热处理温度的升高有助于提高敏感膜的晶化程度,同时导致其表面的氧化钨纳米棒逐渐变短、变粗直至消失,并最终形成较大的纳米颗粒;经300℃热处理的敏感膜在300℃时对1×10 叫CO气体具有最佳的气敏性能,其灵敏度为17.64,响应时间为8s,恢复时间为16s.     

不同结构镍纳米线阵列的制备及其磁性

采用直流电沉积在多孔有序氧化铝模板中制备了不同结构的有序镍纳米线阵列。采用SEM和TEM对所制备的镍纳米线的形貌和结构进行了表征。研究了镍纳米线不同结构对镍纳米线阵列磁性性能的影响规律．当电沉积电压为2．5V时制备的镍纳米线为多晶结构；电沉积电压4V时，镍纳米线为沿[220]择优取向的单晶结构；电沉积电压＞5V时，择优取向由[220]转为[111]方向．磁滞回线结果表明，单晶镍纳米线阵列与多晶纳米线阵列相比具有更高的矩形度，沿[111]择优取向的单晶纳米线相比沿[220]取向的单晶镍纳米线具有更大的矩形度，表现出显著的磁各向异性。     

凹凸棒与酸化凹凸棒对Pb（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的选择吸附性差异

采用批处理吸附技术,研究了Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)在凹凸棒及酸化凹凸棒中的竞争吸附特征.结果表明,Pb2 在凹凸棒与酸化凹凸棒上的吸附性均优于Zn2 ,但酸化凹凸棒较前者对Zn2 具有更高的选择吸附性.随着温度的升高,凹凸棒对Pb2 ,Zn2 的选择吸附性分别逐渐增强和减弱,而酸化凹凸棒对两种金属离子的选择吸附性在400℃分别达到最强和最弱.吸附主导机理不同是导致两种吸附剂的选择吸附性能出现差异的主要原因.     

凹凸棒与酸化凹凸棒对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的选择吸附性差异EI北大核心

采用批处理吸附技术,研究了Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)在凹凸棒及酸化凹凸棒中的竞争吸附特征。结果表明,Pb2+在凹凸棒与酸化凹凸棒上的吸附性均优于Zn2+,但酸化凹凸棒较前者对Zn2+具有更高的选择吸附性。随着温度的升高,凹凸棒对Pb2+,Zn2+的选择吸附性分别逐渐增强和减弱,而酸化凹凸棒对两种金属离子的选择吸附性在40℃分别达到最强和最弱。吸附主导机理不同是导致两种吸附剂的选择吸附性能出现差异的主要原因。     

纳米氧化物材料的结构—性能关系的思考

功能纳米氧化物的结构和性能研究是无机功能材料研究领域的一个研究热点。一般认为纳米氧化物的性能主要由形貌,表面效应和颗粒尺寸效应所决定。目前已经有大量的文献报道介绍各种形状的纳米材料的合成,但材料的性能和大颗粒体相材料相比没有明显的差别。人们利用表面效应来研究纳米氧化物的化学活性及其在光催化环境净化和重金属离子吸附等方面的应用,或通过尺寸效应来解析纳米氧化物出现的奇特的光、电、磁等现象,但普遍忽略纳米材料发生性质改变的结构因素。事实上,纳米材料的性能是由其电子结构和表面吸附的水分子来决定的:电子结构完全依赖于材料的晶体结构和晶格尺寸,而表面吸附的水分子常常会导致光猝灭或发光性能变差的现象。我们对多种氧化物纳米材料进行系统研究,初步构筑了其结构-性能的关系。(1)纳米TiO_2表面吸附大量的水分子。高温脱水导致纳米颗粒度变大。金属纳米材料和金属氧化物材料的比热都大于大颗粒材料,文献都归结于尺寸效应。最新研究表面,扣除吸附水分子的贡献后,裸露的纳米材料TiO_2的比热在实验范围内和大颗粒的基本相同。(2)利用本征黄光作为探针研完了量子尺寸效应对高结晶度ZnO纳米棒的结构和能带结构的修饰。随着ZnO纳米棒直径的增加,...     

我国纳米分子功能材料研究取得系列创新成果

据媒体近日报道,我国“纳米分子功能材料研发”研究课题,通过一年半的攻关,取得了系列创新性成果,开发出硼硫化法和无溶剂法合成纳米材料的新方法,并成功合成出具有荧光性能的稀土硫氧化物纳米线、具有吸附性能的Cu2与Cu2S核壳结构，以及具有光电转化性能的高温稳定性CulnS2半导体材料；     

基于第一性原理方法研究基团在CVD金刚石薄膜(001)表面上的生长

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究CVD金刚石薄膜(001)表面的生长机理。计算清洁金刚石表面和氢(H)终止金刚石表面的构型。考察H原子和活性基团(C,CH,CH2和CH3)在清洁重构金刚石表面及在单层H终止金刚石表面上的吸附演变。结果表明:清洁金刚石表面发生了对称二聚体重构,H原子终止金刚石表面稳定了金刚石结构;基团在金刚石(001)表面吸附演变过程中,H原子起到激活石墨和萃取表面H原子产生活性位的作用;CH2基团比CH3基团能够更好地提高CVD金刚石薄膜的生长率,是薄膜生长过程中最有效基团;CH基团阻碍了薄膜的生长。