Pt-Au-Cu三元核壳结构纳米线的制备与结构表征

通过水溶液还原法在80℃合成Cu纳米线,再利用液相还原法在低温水溶液中将Au负载于其表面,最后通过暴露的Cu纳米线与Pt前驱体盐发生Galvanic置换反应,将Pt负载在Au-Cu纳米线表面,构成Pt-Au-Cu三元核壳结构纳米线.根据对样品形貌、结构的表征和分析,探讨了Pt-Au-Cu纳米线的合成机理.结果表明:合成纳米线物相组成为单质Cu,平均直径约为83 nm;负载Au后的Au-Cu纳米线平均直径约为90 nm,表面附着的小颗粒为单质Au颗粒,构成了核壳结构;负载Pt后得到Pt-Au-Cu三元核壳结构纳米线,平均直径约为120 nm.Cu纳米线表面Au颗粒的形成依赖于异相形核与长大机制,并遵循先层状后岛状生长的混合生长模式.负载Pt过程中存在Pt、Cu互扩散,使得最终纳米线表面多为Pt颗粒而整体则形成CuPt合金相.     

核壳结构粒子制备及分析

核壳结构粒子综合不同颗粒的特点,扩大了单种粉体颗粒的应用范围;本文介绍了核壳结构粒子的制备技术以及分析方法。     

Fe_3O_4@SiO_2@Co_3O_4三元核壳结构催化剂的制备及表征

本文中采用均相沉淀法制备了Fe3O4@SiO2@Co3O4核壳结构纳米材料。通过X射线衍射仪,X射线能谱仪,透射电镜,振动样品磁力计,对其结构形貌和磁性能进行了表征。结果表明,所制备纳米粒子包覆结构比较完整,粒径约300nm,内核为磁性Fe3O4,中层为无定形SiO2,外层为Co3O4纳米线,具有海胆状三元核壳结构。该材料有望应用于具有可回收性的磁性纳米催化剂。     

Al-Si@Al2O3核壳结构载体的制备及其催化应用

以微米级铝硅（Al-Si）合金粉为原料,采用简单的水热反应,设计开发出一种以鳞片状Al2O3为壳、Al-Si 合金为核的催化剂载体（Al-Si@Al2O3）。通过傅里叶红外分析（FT-IR）、X 射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）等表征分析表明,经过水热反应后,Al-Si 合金表面原位生成片状的AlOOH,内核为未反应的Al-Si合金,500℃煅烧后浸渍载Pd制备出Pd/Al-Si@Al2O3催化剂,活性组分Pd粒子均匀分散在载体表面。以苯乙烯加氢为探针反应考察Al-Si合金原料的粒径、铝含量等因素对所制备催化剂性能的影响,同时还与水浴、碱处理及酸处理所制备的载体和传统载体活性炭、活性氧化铝进行比较。结果表明,在水热条件下,以粒径为5μm、铝含量为88%的Al-Si合金粉为原料制备的Pd/Al-Si@Al2O3具有较优的催化性能,且其催化活性优于活性炭和活性氧化铝载Pd催化剂。     

核壳结构纳米复合材料的应用现状

由于具有组成种类多、形貌多样化、组分间具有协同效应等特点,核壳结构纳米材料的制备与性质研究近年来引起了研究者的广泛关注。本文从医学应用、催化应用、磁学应用、光学应用等几个方面简单地介绍了核壳结构纳米材料的应用现状,阐述了核壳结构纳米材料已有的和潜在的巨大应用价值。     

Au核@Pt壳纳米粒子的光化学还原法合成及表征

在柠檬酸钠-丙酮-乙醇体系中采用光化学还原法同时还原或连续还原Au(III),Pt(IV)离子,合成了Au核@Pt壳复合纳米粒子。采用X射线光电子能谱(XPS),UV-Vis,透射电镜(TEM)等分析手段对两种方法合成的复合粒子的结构、形貌等进行了对比分析,并对复合粒子核壳复合结构的光化学形成机制进行了讨论。研究表明:两种方法均可合成颗粒比较均匀、具有良好单分散性的Au核@Pt壳复合纳米粒子,其平均粒径5.1~10.2 nm;其中,同时还原法制备的复合纳米粒子的平均粒径相对较小是5.1~8.1 nm,而当n(Au)∶n(Pt)=1∶4时,粒径最小,为5.1 nm。同时还原和连续还原法所制备的胶体粒子的UV-Vis吸收光谱与Au,Pt简单混合胶体的有明显不同,双金属复合胶体粒子的UV-Vis吸收光谱中Au的特征共振吸收强度明显下降并且蓝移,下降程度远大于其浓度的降低,且随着粒子中Pt元素含量的进一步增加,Au的特征吸收峰最终消失而只体现Pt的吸收光谱,这表明同时还原和连续还原Au(III),Pt(IV)离子所制备的胶体粒子为双金属复合粒子,复合粒子结构中Au元素存在于粒子内部,Pt元素存在于粒子表面,即两种还原方式所制备的双金属复合粒子具有Au核@Pt壳复合结构。     

化学镀工艺制备Co/Fe核壳结构复合粉末

以联氨为还原剂、柠檬酸做络合剂,采用化学镀工艺制备核壳结构的钴包覆铁复合粉末,研究反应温度、pH值、联胺和络合剂的浓度及镀液中铁粉含量对铁粉增重的影响。结果表明,当反应温度低于70℃或pH12.5时化学镀均无法进行;随络合剂浓度增加,粉末增重逐渐减少;镀液中铁粉含量对化学镀反应影响不大。优化的工艺参数为反应温度78℃,pH值13.0,柠檬酸浓度15 g/L、联胺浓度0.75 mol/L。采用X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等对钴含量约20%的Co/Fe核壳粉末进行分析,表明Co/Fe核壳粉末包覆层均匀、致密。     

核壳结构复合吸波材料研究进展

在综述电磁波材料吸波工作原理的基础上, 讨论了核壳结构材料在吸波领域的优势.重点介绍了近年来不同类型核壳结构复合吸波材料的研究进展, 主要包括铁氧体型、磁性金属微粉及其氧化物型、陶瓷型、导电聚合物型、碳系材料型等核壳结构复合吸波材料.同时对不同类型的核壳结构吸波材料的制备方法、组织结构和微波吸收性能进行了详细的归纳评述.最后对核壳结构复合吸波材料的发展趋势进行了展望, 主要包括多层核壳结构, yolk-shell结构以及与其他材料结构相复合的特殊结构, 为进一步研究核壳结构复合吸波材料提供参考.      

核壳结构复合吸波材料研究进展

在综述电磁波材料吸波工作原理的基础上,讨论了核壳结构材料在吸波领域的优势.重点介绍了近年来不同类型核壳结构复合吸波材料的研究进展,主要包括铁氧体型、磁性金属微粉及其氧化物型、陶瓷型、导电聚合物型、碳系材料型等核壳结构复合吸波材料.同时对不同类型的核壳结构吸波材料的制备方法、组织结构和微波吸收性能进行了详细的归纳评述.最后对核壳结构复合吸波材料的发展趋势进行了展望,主要包括多层核壳结构,yolk-shell结构以及与其他材料结构相复合的特殊结构,为进一步研究核壳结构复合吸波材料提供参考.     

高能球磨法制备核壳结构Bi/WO_x复合粉末的结构与性能

以α-Bi2O3和WO3粉末为原材料,利用铋的半金属性,通过高能球磨制备核壳结构的Bi/WOx复合粉体材料,通过对粉末的微观形貌与结构的分析,进一步研究富氧壳层对复合粉体耐热氧化性和禁带宽度的影响。结果表明,核壳结构的Bi/WOx复合粉体的壳层为非晶态WOx,壳层厚度约30 nm,内核为结晶完好的六方金属Bi,内核的平均粒径为20~90 nm。Bi/WOx复合材料在富氧环境下耐热氧化性较好,这是由非晶态WOx中O原子的扩散速率大决定的。球磨时间是影响Bi/WOx复合粉末微观形貌、结构和性能的重要因素。当球磨时间为5 h时,产物中存在单斜WO3纳米晶,禁带宽度约1.72 eV;随球磨时间延长,产物形貌更均一,禁带宽度蓝移,这是由壳层非晶态WOx中过量O原子和明显的结构缺陷所致;当球磨时间延长至15 h时,禁带宽度为2.1 eV;进一步延长球磨时间,禁带宽度红移。     

化学置换法制备核-壳结构(Cu-Sn)/Fe复合粉末

与氰化物镀Cu-Sn合金及电镀Cu-Sn合金相比,化学法制备Cu-Sn包覆层具有环境污染小,能耗低的特点。在含有硫酸铜、氯化亚锡、硫酸、表面活性剂、络合剂及稳定剂等成分的溶液中,通过置换反应在铁粉表面包覆一层Cu-Sn合金,研究包覆层的形貌和主要成分以及添加剂的适宜浓度范围。结果表明,在含有15~20 g/L CuSO4.5H2O,35~40 g/L SnCl2.2H2O,22~30 g/L EDTANa2.2H2O,8 g/L聚乙二醇,2.5 g/L对苯二酚,0.3 mol/L H2SO4的溶液中,获得的(Cu-Sn)/Fe复合粉末表面为金黄色,包覆层厚约2μm,Sn的质量分数为7%~8%,Cu-Sn合金均匀连续地包覆在铁粉表面。     

铜包纳米铁粉的制备及其结构表征

将30~80 nm的纳米铁粉置于含无水乙酸铜的非水溶剂中,利用表面置换反应法制备铜包覆纳米铁粒子,并基于铜包覆铁纳米粉末制备出晶粒细小的Fe-Cu-C粉末冶金材料。采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)对样品的组织结构、形貌、尺寸、相组成以及抗氧化性能进行研究。结果表明:铜包覆纳米铁粒子具有典型的核壳型结构,铜层厚度约10 nm,铜包覆纳米铁粒子比常规气体钝化法制备的纳米铁粉末表现出更好的抗氧化性能,与氧气发生反应的温度为190℃,明显高于普通钝化铁粉与氧气发生反应的温度130℃。以铜包覆纳米铁粉为主要原料,通过普通压制烧结成功制备了Fe-Cu-C粉末冶金材料,烧结体的相对密度为90%,晶粒尺寸约为10μm。     

Nb相增塑核壳结构Ti Al/Nb复合材料的制备及组织性能研究

针对传统γ-TiAl合金室温塑性低、难以满足工程化应用的难题,本文提出Nb相增塑核壳结构TiAl/Nb复合材料,系统研究了复合材料的制备工艺和力学性能。结果表明：在200 r/min转速下球磨120 h可实现细小Nb颗粒对大尺寸γ-TiAl雾化粉的完全包裹,随后在40 MPa下,1 200℃真空热压1 h可获得增塑相可控的致密核壳结构组织。制备的TiAl/Nb复合材料在室温下的屈服强度为971.5MPa,抗压强度为2 337.7 MPa,断裂应变为31.7%,表现出高强度和良好的塑性。这种强度和塑性的协同提高归因于延性β-Nb相促进了基体相之间的协调变形,提高了材料的整体持续变形能力。     

具有核壳结构的纳米二氧化钛负载银离子掺杂稀土离子抗菌剂的合成、表征及抑菌活性研究

以纳米TiO2粉体和硝酸银及稀土硝酸盐(RE=Ce4+、La3+、Nd3+、Sm3+、Er3+)为原料,采用浸渍法制备了5种具有核壳结构的纳米二氧化钛负载银离子掺杂稀土离子抗菌剂.通过固体紫外-可见光谱、X-射线粉末衍射光谱、X-Ray光电子衍射光谱、透射电镜分析证明掺杂Ce4+的抗菌剂具有核壳结构.采用培养基扩散法、营养肉汤稀释法及贴膜试验对这五种抗菌剂进行了抑菌活性研究,最终证明其具有很好的抑菌性.     

纳米SiO_2/Au复合粒子的制备及其性质表征

通过改进的方法制备了金壳包覆二氧化硅纳米复合粒子. 二氧化硅和金纳米粒子分别通过Stober法和化学还原法制备. SEM分析表明, 都呈现出单分散的球状分布, 粒径为300和100 nm左右. 制备的纳米复合粒子通过TEM, UV-Vis-Near-IR, FTIR来表征和研究, 结果表明结合柠檬酸钠与硼氢化钾还原法制备所得到的SiO_2/Au复合粒子表层光滑, 完整, 没有团聚现象. SiO_2/Au-3的光学共振峰比SiO_2/Au-1和SiO_2/Au-2有红移. 傅立叶红外光谱研究表明形成SiO_2/Au核-壳结构后, Si-O-Si和Si-OH的键会明显减弱.     

Ⅱ-Ⅵ族核壳结构量子点的制备及其在生物方面的应用

Ⅱ-Ⅵ族量子点由于具有强量子限域效应,表现出独特的光学特性,相对于传统荧光染料,它具有激发光谱宽且连续分布;发射光谱窄,对称性、单色性好,空间位阻小;荧光强度高;颜色多样且容易调控等优点,从而在生物领域有着诱人的应用前景。以CdSe量子点为例阐述了Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备方法和光学特性,对量子点的表面修饰及其稳定性进行了简单介绍,并阐述了量子点在生物荧光标签方面的应用。     

化学气相沉积法制备核/壳结构Co/C纳米颗粒的结构与热稳定性

以乙酰丙酮钴为原料,采用单步金属有机物化学气相沉积法,在600~800℃温度下制备碳包覆钴的核/壳结构Co/C纳米颗粒。利用X射线衍射、透射电镜和Raman光谱仪等对合成产物的元素组成和结构进行表征,研究合成温度对产物形貌和结构的影响,分析Co/C核/壳纳米颗粒的形成机理,并通过差式扫描量热分析/热重分析研究产物的热稳定性。结果表明,不同反应温度下的产物中,Co核的粒径均在10~60 nm之间,C壳层的厚度在10~20 nm之间。随合成温度从600℃升至800℃,Co核由HCP和FCC的混合结构逐步转变为单一的FCC结构,而C层的结晶度逐渐升高。核/壳结构Co/C纳米颗粒在空气气氛下从250℃开始缓慢氧化,结晶度高的C壳层对Co核具有更好的保护作用。     

成膜助剂对核壳结构乳胶粒子成膜过程的影响

以核壳结构丙烯酸酯乳液为研究对象,采用扩散波光谱技术(diffusing-wave spectroscopy,DWS)对成膜助剂二丙二醇丁醚(DPNB)在乳液成膜过程的作用机理进行了研究.通过获取乳胶粒子在成膜过程中多级动态散射光的散斑干涉波动频率随时间的变化规律,确定DPNB在粒子相互排列阶段就开始起作用,且随着DPNB用量的增加,谱图由多峰变为双峰,最终呈现单峰;结合最低成膜温度(MFFT)、动态光散射(DLS)、原子力显微镜(AFM)等仪器分析发现,得到适用于本体系成膜助剂的最佳使用量为7%～8%(质量分数),在该成膜助剂用量下粒子边界融合充分,从宏观上表现为连续漆膜.     

碳化硅纳米线增强钛基复合材料的制备与性能研究

采用球磨法将Ti60合金粉末与碳化硅纳米线(SiCnw)混合,通过放电等离子活化烧结工艺制备SiCnw/Ti60复合材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能力学试验机研究复合材料的组织形貌、物相结构和力学性能。结果表明,在Ti60合金中添加SiCnw后,基体晶粒尺寸显著减小,当SiCnw添加量为0.1%(质量分数)时,SiCnw/Ti60复合材料的晶粒尺寸较Ti60合金下降42%,抗拉强度提高2.7%,为1037 MPa。SiCnw在晶界处的均匀分布可起到钉扎效应,在拉伸过程中SiCnw承担了基体间的载荷传递,从而提高了SiCnw/Ti60复合材料的拉伸强度。     

基于机器学习的间歇式电沉积制备W@Cu核-壳粉体模型的构建与应用

W和Cu两相的均匀分布对获得高性能W-Cu复合材料至关重要。本文主要研究基于机器学习的间歇式电沉积制备W、Cu均匀分布的W@Cu粉体模型的构建与应用。首先,建立间歇式电沉积制备W@Cu核-壳粉体的机器学习模型,确定核-壳粉体理论镀层厚度与电流、电沉积时间、待镀粉体粒径和承载量之间的关联,然后在承载量为1 000 g的装置中进行实验验证。将W@Cu核-壳粉体在1 375℃下进行无压烧结,研究成形压力对W-Cu复合材料致密度、烧结收缩率和电导率的影响。结果表明,在电流密度为7 A/dm²、电沉积时间为6 h时,实际镀层厚度为3.93μm,与理论镀层厚度3.15μm相符。提高成形压力有利于获得高致密度、低烧结收缩率的W-Cu复合材料。同时,核-壳粉体在显微组织中形成Cu的导电通道,有利于复合材料电导率的提升。