CdS量子点敏化ZnO纳米片的制备与光电性质

采用电化学沉积法在透明导电玻璃(FTO)基底上制备氧化锌(ZnO)纳米片,用KOH溶液刻蚀ZnO纳米片,得到多孔纳米片薄膜,再用化学浴沉积法(CBD)使CdS量子点沉积在ZnO纳米片表面,得Cd S敏化的多孔ZnO纳米片薄膜。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、电化学工作站研究了复合薄膜的晶体结构、形貌和光电性能。结果表明:KOH溶液刻蚀后的多孔ZnO纳米片光阳极的光电化学转换性能比ZnO纳米片有了明显的提高,光电化学转换效率随着刻蚀时间的延长先增大后减小,刻蚀时间30 min时,样品的光电转换效率提高为原来的7.2倍。多孔ZnO纳米片用Cd S量子点敏化后,Cd S量子点可以紧密、均匀地生长在多孔ZnO纳米片表面,并与ZnO纳米片形成异质结,其光电转换效率均有大幅度的提高,刻蚀60 min时的复合薄膜的光电转换效率最高,为1.176%,为量子点敏化太阳能电池的潜在应用提供实验基础。     

石墨烯量子点修饰柔性硅纳米线阵列用于NO2检测

将化学刻蚀法与金属辅助刻蚀法相结合,制备了形貌统一、分布均匀的高质量柔性硅纳米线阵列结构,用石墨烯量子点对其表面进行修饰,得到了表面稳定且具有强载流子传输能力的柔性石墨烯量子点/硅纳米线核?壳结构阵列,用其制备气敏设备检测NO2. 结果表明,基于该阵列的电阻式气敏设备对NO2的检测灵敏性及可重复性极高,检测浓度极限达20 mg/m3;不同弯曲度的柔性石墨烯量子点/硅纳米线阵列的气敏特性未大幅度降低,弯曲90o时响应电流峰值为未弯曲时的70%.     

CdS量子点敏化TiO2薄膜电极的制备和光电化学性能

用水热微乳法制备了结晶性良好的CdS量子点,并通过连接分子巯基乙酸将CdS量子点自组装到多孔TiO2薄膜电极上.结果表明:CdS纳米颗粒的平均直径约为5nm,小于其量子尺寸;微乳体系为化学反应提供了良好的微型反应器,抑制了CdS晶粒的长大,而水热过程增强了CdS纳米颗粒的结晶性;由于CdS的可见光响应作用和CdS量子点...     

类球形亚微米碳化硅粉体的制备

采用包混工艺将酚醛树脂和硅粉制备成粉体先驱体,然后经碳化和煅烧,制备出球形度好、粒径分布窄且均匀的亚微米碳化硅粉体,其平均粒径约为0.1μm.亚微米碳化硅粉体的生成过程为:硅-酚醛树脂核壳粉体先驱体经过800℃碳化处理生成硅-碳核壳粉料;在1 500℃烧结,液态硅与碳壳内层反应生成碳化硅层;在热应力和液态硅的冲击下碳化硅壳破碎,形成的亚微米碳化硅颗粒进入液态硅中,通过碳化硅生成、破碎的不断循环,新的碳化硅层不断向碳层推进直至完全生成亚微米碳化硅球形粉体.     

C60衍生物在金表面的自组装

利用叠氮化反应和[4+2]环加成反应合成了含2, 2?:6?,2?–三联吡啶基团的C60衍生物. 研究了它在Au(111)面上的自组装，STM研究发现，可以在Au(111)面上形成较高质量的单层膜. 同时研究了它在金纳米粒子表面的自组装, 发现可以通过调节搅拌速度来获得不同粒径的金纳米粒子，搅拌速度越快金纳米粒径越小，而用超声波振荡也可获得较小粒径的金纳米粒子.     

纳米碳化硅对染料罗丹明B的光降解性能研究

以石墨作为碳源，正硅酸乙酯作为硅源，硝酸钴作为催化剂，采用溶胶-凝胶法和碳热还原法制备纳米碳化硅，并对其光催化性能进行研究。讨论了不同Si C用量、不同p H值、不同光源下纳米碳化硅对罗丹明B的光催化降解效果。结果表明：在250W紫外灯照射条件下，当p H=1，催化剂量为100mg时，罗丹明B的光降解效果最好，最高降解率可达58.52%。     

硅气氛中PAN碳纤维原位生长碳化硅纳米纤维

1500℃下,采用热蒸发硅碎片的方法,在PAN碳纤维上原位生长碳化硅纳米纤维。讨论了碳化硅纳米纤维的气-固生长机理。X射线衍射图谱表明产物中同时存在碳纤维及βSiC相,通过场发射扫描电镜观察产物,发现碳纤维保持原貌,碳化硅纳米纤维为直线状且表面光滑,直径约为100nm,长度约为50μm。利用透射电镜研究了其形貌和微结构,选区电子衍射图表明该碳化硅纳米纤维为单晶。热蒸发法制备碳化硅纳米纤维有望在碳化硅/碳复合材料等领域得到应用。     

有序多孔型硅热电材料的制备与性能研究

利用二氧化硅纳米微球为模板,先将Ag(银)纳米颗粒修饰在二氧化硅纳米微球表面(Ag@SiO_2微球),再将其以二维模板的形式有序排布在Si(硅片)表面,以H~+含量比较高的H_2O_2与HF作为腐蚀液,反应结束后得到孔径与分布较均匀的有序多孔硅。发现由于多孔硅的有序孔与内部空气形成声子晶体模型,加强了声子散射,使得有序多孔硅热导率相对于无序多孔硅有一定提高。     

纳米铜/胺/石墨烯表面自组装及性能研究

通过聚氨酯发泡膨胀法制备了石墨烯,采用化学镀工艺方法在其片层表面进行纳米铜粒子的可控修饰,基于铜原子的d空轨道与苯胺分子中氮原子的孤电子对之间的配位关系,将对苯二胺分子自组装在石墨烯表面。采用透射电子显微镜、红外光谱、拉曼光谱和X射线光电子能谱研究了纳米铜粒子/胺/石墨烯的表面形貌和表面性能。结果表明,纳米铜粒子均匀地沉积在石墨烯片层表面,对苯二胺分子与石墨烯表面金属铜实现了自组装,对苯二胺/纳米铜/石墨烯能够均匀地分散在环氧树脂体系中。     

化工类专业物理化学实验教学与科研成果耦合模式探讨

设计了一个硅掺杂碳量子点的制备及对水溶液中的汞离子检测的物理化学实验。将3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)和硫酸(H2SO4)的混合物通过微波加热一步合成硅碳量子点(Si-CQDs)，制备出硅碳量子点胶体。对硅碳量子点及其胶体的物理化学性质进行一系列表征。最后，利用汞离子的检测实验介绍了硅碳量子点胶体的具体应用。本实验的实施将科技前沿科研成果融入物理化学实验教学，有助于激发学生学习兴趣，同时提高环境保护意识。     

国外简讯

1、由无机聚合物生产陶瓷 SRI研究出一种由无机聚合物生产陶瓷产品的新方法,即,将低硅氮烷与某过渡金属催化剂相混合。从硅和氮制成的无机聚合物可获得纯度高于80％的氮化硅,用通常的方法从低硅氮烷生产氮化硅,那么产物中就会混入大量的碳化硅和碳,然而,如果使用本研究中的新催化剂,则可能形成新的Si—N和Si—C键,从而使多余的碳化硅和碳得以减少。     

用聚碳硅烷分解法在炭纤维表面涂覆碳化硅涂层

本文用聚碳硅烷(PCS)分解法在炭纤维表面上涂覆碳化硅涂层。并将这种涂层与CVD法得到的碳化硅涂层相比较。发现前一种涂层较为粗糙,均匀性较差,结晶性很差,因此其氧化性能低于后者。涂覆0.1μm厚的涂层后,两种涂层都使炭纤维的强度损失40%左右,但PCS—SiC涂层与炭纤维的结合强度较低。     

国家“863”计划项目纳米硅基陶瓷粉投入生产

由齐齐哈尔东北超微粉制造有限公司承接的纳米硅基陶瓷粉生产线是国家“八五’湖间“863”计划项目，由中国科学院金属研究所研制成功，被国家科委列为一九九六年国家级火炬计划。年产吨级一步法合成纳米陶瓷粉技术能够批量生产硅粉、氮化硅、碳化硅、碳氮化硅复合粉等纳米硅基陶瓷粉。该产品的商品化生产将成为多种技术领域中发展跨世纪的高技术、新产业关键的基础材料，是纳米复合增强、增韧、高性能结构陶瓷制品、新型的电子器件、量子器件、传感器件等所必需的功能原料。同时也是优良的吸波和透被组元器材、纳米级极强的耐磨材料、纳米…     

SiO2纳米粒子自组装膜的制备与表征

通过静电自组装技术在玻璃基底上组装了具备纳米尺度形貌的Al2O3 和SiO2 纳米粒子薄膜,采用液滴法测量其接触角,利用紫外-可见分光光度计测量其光学吸收特性,并利用原子力显微镜(atom force microscope, AFM)对两种纳米粒子薄膜及空白对比试片的表面结构进行了表征.结果表明,利用静电自组装原理在玻璃基片上组装的表面材料确实具备纳米形貌,且粗糙程度不同,具体为nano-Al2O3＞nano-SiO2＞CTAB＞control.这将为微生物细胞及动物细胞在纳米材料表面上的粘附考评实验做好准备.     

聚硅氧烷超分子BPEAS/MAn-BPEAS的构筑及应用性能

以嵌段聚醚氨基硅(BPEAS)、马来酸酐为原料合成了羧基改性的嵌段聚醚氨基硅(MAn-BPEAS),用红外光谱(IR)对产物结构进行表征。用非离子表面活性剂异构醇聚氧乙烯醚(XL)将BPEAS与MAn-BPEAS乳化,制得外观半透明乳液。在自组装理论的指导下,将制得的乳液等质量混合进行静电自组装,得到超分子乳液。利用纳米粒度表面电位分析仪测定了自组装前后的乳液中胶束的粒径。将制得的超分子乳液应用于织物整理,并通过扫描电镜观察织物表面的膜形貌。考察了BPEAS、MAn-BPEAS及其超分子乳液在棉织物上的应用性能。     

分析碳化硅耐火材料的新方法

本文介绍了一种分析碳化硅耐火材料的完整程序。现代仪器的发展导致了更精巧的分析步骤以及更快的分析速度。主要的改进是采用“Coulomat碳分析仪”来测定石墨和碳化硅以及利用微波溶解装置来测定氮，它代替了以前方法中的压力容器系统，并研究出一各“固体稀释”技术来制备极细的均匀样品。通过改善了的精度表明，由此所得的小样品足可代表原来的大批量材料。用直接法估计二氧化硅的含量（原先是用差减法从总硅量中求得），这个方法可与其它方法平行进行。游离硅用气体体积法测量。基于两步熔融技术测定总量硅，氧化铝、氧化钙和氧化镁的快速方法不必先除去石墨碳。所有来源的硅都能以溶液形式存在于稀释酸中，各种组份的测定用原子吸收光谱法进行。对用标准材料以及典型的碳化硅耐火材料共同研究的结果，表明了这种新方法的可行性。     

有序纳米金颗粒的多层组装

采用LB技术组装了一种三维有序的由十八胺修饰的纳米金颗粒多层结构．这是一种新的组装纳米颗粒三维有序聚集体的方法．为了扩大这种方法的适用范围，在组装过程中，将有机小分子1-苯基-5-巯基四氮唑引进结构，形成了新的纳米金颗粒多层聚集体．这两种多层膜经透射电子显微镜和小角X射线衍射测量证明构成多层膜的单层膜上的纳米金颗粒是有序的，并且颗粒在层与层之间的排列也是有序的．     

中微孔复合分子筛的合成研究开发进展

综述了复全分子筛合成的研究进展，介绍了原位合成法，离子交换法和纳米组装法。分析比较了各种合成方法的特点，讨论了方法的适用范围，指出复合分子筛的合成中存在的一些问题，认为合成具有大－中－小孔梯度分布的复合物和用硅铝纳米簇进行自组装合成中孔材料将是今后发展的主流。     

结构有序的Si/void/C/graphene纳米复合结构的制备及储锂性能

采用简单的超声、冷冻干燥和热还原相结合的自组装方法,设计和构建了纳米硅核/间隙/无定形碳壳层/石墨烯(Si/void/C/graphene)三维有序纳米复合结构。在该结构中,纳米硅核与碳壳层之间的空隙有效避免了硅的巨大体积膨胀对碳层的破坏,大幅度提高了锂离子电池的循环稳定性;将Si/void/C纳米结构嵌入在石墨烯层与层之间,利用石墨烯卓越的导电性和柔韧性,进一步缓冲了硅材料的体积效应和提高了复合材料的导电性能。该复合材料在4200 m A·h·g~(-1)(1 C)电流密度下循环1000次后比容量仍高达1603 m A·h·g~(-1);在67 A·g~(-1)(16 C)的高倍率下,比容量仍有310 m A·h·g~(-1),显示出了在锂离子电池负极材料领域的巨大应用潜力。     

结构有序的Si/void/C/graphene纳米复合结构的制备及储锂性能

采用简单的超声、冷冻干燥和热还原相结合的自组装方法,设计和构建了纳米硅核/间隙/无定形碳壳层/石墨烯（Si/void/C/graphene） 三维有序纳米复合结构。在该结构中,纳米硅核与碳壳层之间的空隙有效避免了硅的巨大体积膨胀对碳层的破坏,大幅度提高了锂离子电池的循环稳定性;将Si/void/C纳米结构嵌入在石墨烯层与层之间,利用石墨烯卓越的导电性和柔韧性,进一步缓冲了硅材料的体积效应和提高了复合材料的导电性能。该复合材料在4200 mA·h·g^-1（1 C）电流密度下循环1000次后比容量仍高达1603 mA·h·g^-1;在67 A·g^-1（16 C）的高倍率下,比容量仍有310 mA·h·g^-1,显示出了在锂离子电池负极材料领域的巨大应用潜力。