玻璃基底上二维有序Au纳米结构阵列消光特性的理论研究

采用离散偶极子近似方法(discrete dipoleapproximation,简称DDA)从理论上对玻璃基底上不同粒径的Au纳米粒子结构阵列的消光光谱以及消光峰与纳米粒子粒径的关系进行了研究。计算结果显示玻璃基底上的Au纳米粒子结构阵列的消光谱中出现明显区别于Au单体纳米粒子的共振峰,玻璃基底上的Au纳米粒子结构阵列的消光性质与单体纳米粒子的粒径密切相关,随着纳米粒径的增大表面等离子体共振吸收峰出现明显红移,并且在粒径>40nm时出现多峰吸收现象。计算结果与实验结果基本一致。给出玻璃基底上的Au纳米粒子结构阵列的共振吸收峰随单体纳米粒子粒径变化的关系图。对Au纳米结构阵列的吸收机制进行系统的理论分析。     

分形论在材料科学中的应用

介绍若干材料中的分形凝聚模型:扩散限制凝聚(DLA)模型、动力学集团凝聚(KCA)模型和扩散与化学限制凝聚(DCLA)模型;着重讨论了材料科学中分形研究的新进展:电化学分形生长、表面分形、高分子聚合物分形、准晶分形、薄膜中的分形凝聚、纳米半导体分形生长和断裂面的分形性质。     

石墨气溶胶粒度分布及远红外消光因子研究

在烟幕试验箱中测试了不同湿度条件下超细石墨气溶胶的粒子分布及其随时间变化的规律。根据Mie散射理论计算了石墨气溶胶粒子对8～14μm远红外的消光因子。分析表明,石墨气溶胶的粒度随着分散时间延长和空气相对湿度减小而变小。小尺度的石墨气溶胶粒子对8～14μm红外的消光效率因子非常小,但随着气溶胶粒子直径的增加,消光效率因子显著变大并趋于稳定。直径大于2.5μm的石墨气溶胶粒子均能够对8～14μm远红外产生良好的消光效果。     

机械球磨下石墨结构的畸变

对石墨进行机械球磨处理,并用Ｘ射线、拉曼散射和高分辩电子显微镜对其结构进行了研究．经过１５０ｈ球磨后,石墨原有的晶体结构被破坏．引入多种缺陷的同时,石墨层发生了剥离和卷曲,形成了多边形粒子和纳米弓形等具有高度弯曲石墨面的纳米结构．经过２５０ｈ球磨后,石墨层状结构完全断裂和破坏;形成了由纳米级的基本结构单元(ＢＳＵ)组成的多孔碳．经过３０００℃热处理后,这种多孔碳并不能恢复成石墨组织结构．     

石墨的纳米结构组装

本文在分析石墨微观结构和性能基础上, 综合分析了石墨加工改性方法, 提出了石墨纳米结构组装的概念, 介绍了几种石墨纳米结构组装的方法。通过结构组装, 引入纳米功能粒子, 制造活性功能空间, 合成新型石墨功能材料; 通过制备石墨层间化合物、碳石墨合金等方法引入纳米功能粒子组装碳石墨材料; 通过打开石墨层片, 制备二维层状材料制备纳米石墨烯片, 可以采用氧化活化等制造孔隙结构增加活性空间; 通过调节石墨晶体排布方向减少石墨材料的性能异向性, 提高性能均匀性; 通过石墨结构纳米组装设计, 设计新型石墨功能材料。纳米尺度的石墨加工和改性有可能推动石墨矿物资源的有效利用, 开发新型石墨储能材料和石墨烯片材料。     

Characterization of Interracial Structure of Polymer Nanocomposites

聚合物中加入纳米粒子可以制得性能更加优异的纳米复合材料,其中纳米粒子和聚合物基体间的界面结构对纳米复合材料的性能起着重要作用.综述了近些年来聚合物纳米复合材料中界面结构的表征手段,如红外光谱(FTIR)、核磁共振技术(NMR)、热重(TGA)、电子显微镜、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、小角中子散射(SANS)及小角X射线散射(SAXS)等,并对这一领域的研究进行了展望.     

利用水溶性聚合物PVP作稳定剂合成CdS、CdSe半导体纳米晶体

以水溶性聚合物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作分散剂,在水相溶液中制备CdS/PVP纳米粒子.通过控制水溶液体系的pH值或者分散剂含量,实现了纳米粒子从球形到棒状的转变;同时探讨了Cd/S比值变化对纳米粒子结构的影响.利用原子力显微镜(AFM)表征CdS/PVP纳米体系的形貌,并进一步利用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)和粉末X-射线衍射(XRD)等对其结构进行了分析和研究.     

石墨包覆铁纳米粒子的结构及生长机制

用金属钾还原2阶FeCl3石墨层间化合物(FeCl3-GICs)前驱体制备了石墨包覆纳米α-Fe.X射线衍射(XRD)、X射线能量色散谱(EDX)分析表明所制备样品由石墨、α-Fe和少量KCl组成,透射电镜(TEM)观察发现样品中的α-Fe为纳米粒子,嵌入在石墨结构层间,含量丰富.高分辨透射电镜(HRTEM)观察证实α-Fe纳米粒子由多晶组成,呈二维或准二维形态,α-Fe纳米晶的空间取向严格受石墨结构层控制.在实验基础上提出了一种石墨包覆纳米α-Fe的可能生长机制.     

聚合物纳米复合材料界面结构的表征

聚合物中加入纳米粒子可以制得性能更加优异的纳米复合材料,其中纳米粒子和聚合物基体间的界面结构对纳米复合材料的性能起着重要作用。综述了近些年来聚合物纳米复合材料中界面结构的表征手段,如红外光谱(FTIR)、核磁共振技术(NMR)、热重(TGA)、电子显微镜、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、小角中子散射(SANS)及小角X射线散射(SAXS)等,并对这一领域的研究进行了展望。     

纳米石墨薄片/聚苯胺-g-聚乙二醇复合材料及导电性能

以纳米石墨薄片为导电填料,通过苯胺和a,ω-双(对氨基苯基)聚乙二醇(BAPPEG)共聚,成功的制备了纳米石墨薄片/聚苯胺-g-聚乙二醇(NanoGs/PANI-PEG-PANI)复合材料.研究了掺杂剂的种类、掺杂剂的浓度以及纳米石墨薄片的用量对材料导电性能影响.并利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)表征了材料的组成和结构.结果表明制备出均匀的膜状材料且具有良好的导电性能.材料的导电率分别达到了3.4和16.9S/cm.