碳纳米颗粒悬浮液光限幅性能理论分析和数值模拟

碳纳米颗粒悬浮液作为一种宽带光限幅材料,在光限幅领域有很好的应用前景。为提高碳纳米颗粒悬浮液的光限幅性能,研究了其光限幅机理。基于等效球的米氏散射理论和介质的激光传输理论,在忽略多重散射情况下建立了碳纳米颗粒悬浮液散射系数和透过率理论模型。采用Matlab数值模拟了微气泡膨胀过程中微气泡的散射、消光和吸收效率因子的变化情况和散射光强随着散射角的变化规律,并研究了微气泡尺寸和悬浮液浓度对碳纳米颗粒悬浮液光散射的影响,样品厚度和悬浮液浓度对光限幅特性的影响。研究发现微气泡尺寸的增加可以显著增大散射系数,微气泡尺寸是影响碳纳米颗粒悬浮液光限幅性能的关键因素,研究结果为实验研究提供了理论指导。     

碳包覆二硫化铼纳米球的制备及其储钠性能

二硫化铼(ReS₂)由于极弱的层间范德华力和独特的1T’相,使其非常适合作为钠离子电池(SIB)的负极材料,但是由于ReS₂具有电导率较低和充放电过程中体积膨胀的缺点,制约了其SIB性能的进一步提高。制备了一种碳包覆ReS₂(ReS₂/C)纳米球复合材料。通过水热反应制成自组装的ReS₂纳米球,ReS₂纳米球与葡萄糖混合后高温碳化得到ReS₂/C,碳在ReS₂纳米球间形成均匀的三维(3D)碳导电网络。对ReS₂/C负极进行了电化学性能测试。结果表明,3D碳导电网络能够提供电子快速传输的通道,并且3D碳导电网络包覆活性材料可以更好地承受结构应力。得益于均匀碳涂层形成的3D碳导电网络,ReS₂/C负极表现出优异的循环稳定性和倍率性能。研究结果表明,ReS₂/C负极在电流密度0.1、0.2、0.5、1、2和5 A·g^-1时,放电比容...     

Ni(SO4)0.3(OH)1.4纳米带与NiO纳米颗粒晶体学取向关系的电子显微学研究

通过无模板水热法合成了羟基硫酸镍(Ni(SO4)0.3(OH)1.4)纳米带,在离线热处理和原位电子辐照下,都观察到了Ni(SO4)0.3(OH)1.4向NiO的结构转变,利用电子显微学方法对各产物进行了详细表征.特别是在原位电子辐照下,由电子衍射分析结合模拟计算,通过系列倾转的带轴系统确认了Ni(SO4)0.3(OH)1.4与NiO之间的晶体学取向关系.     

基于碳纳米材料构建传感器用于抗坏血酸、尿酸和多巴胺检测的研究进展

对应用于抗坏血酸、尿酸和多巴胺同时检测的碳纳米材料和电化学方法进行了简单阐述,重点从不同碳纳米材料的物理化学特性介绍了其在电化学传感器构建中发挥材料自身优势促进生物分子在传感器表面被灵敏准确识别的传感方法。总结了近年来基于石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、纳米多孔碳和氮掺杂碳纳米材料等碳纳米材料构建传感器应用于三种生物分子同时检测的研究进展;分析了当前电化学传感器构建的不足及面临的挑战,并对今后电化学领域应用于生物活性分子快速检测的研究方向进行了展望。     

不同尺寸金纳米颗粒的制备及其SERS性能

为了研究不同尺寸的金纳米颗粒作为表面增强喇曼散射(SERS)活性基底对表面增强喇曼光谱的影响,采用氯金酸作为金源,柠檬酸三钠作为还原剂及保护剂,通过控制柠檬酸三钠的加入量合成了不同尺寸的金纳米颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见分光光度计(UV-vis)等技术对金纳米颗粒进行了性质表征。利用喇曼光谱仪,以罗丹明B作为被检测探针,研究了三种不同尺寸的金纳米颗粒(20、50和100 nm)喇曼增强效果。通过喇曼光谱图发现20和50 nm的金纳米颗粒具有较好的SERS效果。随后以20 nm的金纳米颗粒为SERS活性基底,对表面增强喇曼光谱检测罗丹明B的检测限进行了研究,可以使罗丹明检测限灵敏度达到10-9 mol/L。     

硒化镍纳米片阵列的合成及其在非酶葡萄糖传感器的应用

采用一步水热法成功合成泡沫镍支撑的蜂窝状硒化镍(Ni_(0.85)Se)纳米片阵列,利用X射线粉末衍射仪、能量色散谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对其结构、组成、形貌和晶格进行了表征。结果显示,所得蜂窝状Ni_(0.85)Se纳米片阵列属于六方相结构,其纳米片的厚度约为15 nm。通过循环伏安法和计时电流法来检测Ni_(0.85)Se纳米片阵列对葡萄糖传感器的电催化性能。实验结果表明,Ni_(0.85)Se纳米片阵列对葡萄糖有较好的安培响应(响应电流达到10~(–3)A)、较低的检出限(0.002 mmol/L(S/N=3))、宽的线性范围(0.0022μmol/L~1.022 mmol/L)、较高的灵敏度[1600μA/(mmol·L~(–1)·cm~2)]以及良好的选择性。以上结果表明蜂窝状Ni_(0.85)Se纳米片阵列在非酶葡萄糖传感方面具有良好的应用前景。     

Au纳米颗粒修饰的ZnSnO3纳米立方体结构的制备及其气体传感器性能

采用沉淀法和化学还原法合成了金纳米颗粒(NP)修饰的ZnSnO₃纳米立方体结构(AuNP@ZnSnO₃),通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等表征手段对所合成的复合纳米结构进行了分析,并研究了基于该复合纳米材料的气体传感器对一氧化碳(CO)和甲烷(CH₄)气体的气敏特性。同时,以树莓派Zero 2W为主控模块,设计了集成实时显示、网页显示和数据记录等功能的传感器测试系统,用于测试所制备的气体传感器性能。测试结果表明,相比于ZnSnO₃气体传感器,所制备的AuNP@ZnSnO₃气体传感器表现出更优异的气敏性能。在最佳工作温度(240℃)下,其对体积分数均为1×10^-4的CO和CH₄气体响应度分别可达4.08和2.57,分别约为ZnSnO₃气体传感器响应度的1.59倍和1.71倍,并且具有较低的工作温度、良好的重复性以及长期稳定性。     

单分散尺寸可控的SiO_2胶体微球的制备

采用改进的Stber方法-种子颗粒生长法合成高单分散性、尺寸可控的SiO2微球,该方法克服了Stber方法中SiO2胶体微球成核迅速、对反应条件敏感使最终微球粒径难以控制的缺点,在控制超细颗粒形貌和粒径方面具有显著的优越性。通过精细调制正硅酸乙酯(TEOS)、氨水和去离子水的浓度,探索了在最优条件下制备单分散度较高的SiO2微球的工艺技术,制备出23.4～471.3 nm不同尺寸的SiO2微球。结果表明,SiO2颗粒越小,其形貌越不规则;SiO2颗粒越大,其表面越光滑,单分散性越好。     

铂黑/二茂铁修饰MEMS电极的葡萄糖传感器

利用MEMS技术小批量加工了薄膜金电极。采用电化学沉积法在金电极表面修饰纳米铂黑颗粒,以有机功能性材料二茂铁作为电子媒介体,通过戊二醛-牛血清白蛋白共价交联固定葡萄糖氧化酶制得葡萄糖生物传感器。考察了不同修饰电极的电化学行为以及酶固定量和戊二醛浓度对传感器响应特性的影响。实验结果表明:该传感器响应时间仅为5s,在0.29V的低工作电压下,线性测量范围可达到0.5～22mmol/L,灵敏度为50.35μA/(cm2.mmol.L-1),相关系数为0.9925,差异系数为4.28%。     

一种新型空心镍纳米球的合成及其性能

以二氧化硅颗粒作为模板、金纳米颗粒作为表面晶种的方法制备了壳厚度可控的镍空心球。得到的空心镍纳米球是由似针状的面心立方的镍纳米颗粒构成的,碱溶液处理过程不影响镍纳米壳的形貌。高温处理显示镍空心球具有良好的热稳定性。研究了镍空心球电催化氧化甲醇和乙醇的活性,结果显示在碱性溶液中镍空心球是一种非常高效的甲醇和乙醇电催化氧化剂。     

CdTeO3纳米颗粒的制备及其气敏性能

以CdCl2·2.5H2O和碲粉为主要原料,在水相中反应制备CdTe前驱体,将其于500℃煅烧1h得到CdTeO3纳米颗粒。通过XRD、SEM和TEM对其物相和形貌进行了分析;并将其制成了气敏元件,进行气敏性能测试。结果表明:成功合成了单斜晶相的、平均粒径为100nm的CdTeO3纳米颗粒。以该材料制备的气敏元件对体积分数为50×10-6的乙醇有较高的灵敏度(15.1)和选择性。     

纳米碳球屏蔽涂料的制备与导电性能研究

利用复合法制备了以纳米碳球、非晶合金粉体作为填料、丙烯酸树脂为基的电磁屏蔽涂料。通过表面电阻率和屏蔽效能测量后发现,由于使用的纳米碳球本身导电性较差,且沉降较严重,涂层并没有表现出很好的屏蔽效果,当碳球含量达到90%时,屏蔽效能最高达到5dB左右,平均在3dB,但已经达到了体系的渗滤阈值,证明距涂层实际应用还有一定的距离。     

晶种法可控制备硫普罗宁包覆的大尺寸金纳米颗粒

该实验采用15 nm的金纳米颗粒作为晶种,使用晶种生长法合成尺寸为50 nm和100 nm的金纳米颗粒,通过表面配体交换法得到表面包覆硫普罗宁的大尺寸金纳米颗粒。该法制备过程简单可控,得到的金纳米颗粒尺寸分布较窄,单分散性良好,为金纳米颗粒在其他领域的研究及应用提供了良好的前提条件。     

NaCl担载Co催化合成内包Co的碳纳米颗粒

本文以乙炔为碳源,Co/NaCl作催化剂（Co含量为2wt.%）,在420℃条件下用化学气相沉积（CVD）法合成内包Co的碳纳米颗粒（CNPs）。采用场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射和拉曼散射仪对产物进行了结构表征和分析。结果表明：反应温度为420℃时合成了大量内包Co的CNPs,这些颗粒的石墨片层大部分呈层状堆积结构;将样品在浓盐酸中浸泡48h后,Co仍被碳壳层包覆,说明碳壳层对Co颗粒起到了保护作用,进一步将样品在900℃时进行热处理,其石墨化程度略有提高;并基于实验现象,探讨了内包Co的CNPs的生长机理,建立了本实验条件下内包Co的CNPs生长所遵循的气-固生长模型。     

基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法

研究了一种基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法。在分析介电泳工作原理的基础上,利用Comsol Multiphysics仿真软件,对平面微电极条件下所产生的空间电场进行了建模仿真,研究了金纳米粒子极化模型及相关介电泳频谱特性。设计加工了基于光刻标准工艺和引线键合技术的平面微电极阵列,构建了具有三维位移平台和视频监控装置的介电泳装配实验平台。以250nm金颗粒为实验对象,在理论分析基础上,完成了在微电极阵列上的介电泳组装实验研究,并通过电特性测量验证了组装结果。实验结果表明:金纳米颗粒的介电泳组装效果与介质溶液的电导率、电场频率和幅度、金纳米粒子浓度、电极间隙及作用时间有关,在适宜的条件下,采用介电泳技术可实现对金纳米颗粒的有效操控和纳米器件装配,该方法为纳米传感器的制造提供了一种有效途径。     

AuNP-rGO@NF电化学免疫传感器的制备及其HBsAg性能检测

采用浸渍和电化学沉积的方法合成了金纳米颗粒负载还原氧化石墨烯/泡沫镍(AuNPrGO@NF)复合纳米结构。利用扫描电子显微镜(SEM)对其微观形貌进行分析与表征。制备了基于AuNP-rGO@NF复合结构的电化学免疫传感器,用于乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的性能检测。通过循环伏安(CV)法和差分脉冲伏安(DPV)法对制备的免疫传感器的电化学性能进行检测。实验结果表明:制备的基于AuNP-rGO@NF复合结构的电化学免疫传感器对HBsAg的检测有较宽的检测范围(500 fg/mL^50 ng/mL)、较低的检测限(0.185 pg/mL)和较好的重现性。     

磁性碳纳米复合吸波材料的研究进展

碳纳米材料具有独特的微观结构和介电性能,将这类材料与磁损耗材料复合可以有效提高吸波性能。从制备方法、吸波性能和吸波机理等方面,综述了石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维等碳纳米材料与磁性材料复合的吸波特性的最新研究成果,并对其发展前景进行了展望。     

碳纳米球(CNS)对Pd(Ⅱ)吸附性能的研究

文章制备了碳纳米球(CNS)钯吸附剂,用SEM、IR等对其结构进行了表征,采用静态吸附法系统研究了酸度、温度、浓度、时间、吸附容量、选择性、重复使用性、热力学及动力学模型等重要吸附参数.     

铜锡合金纳米粒子的制备和性能研究

通过化学还原方法制备了铜锡合金纳米粒子,并研究分析了其的尺寸和热学性能。铜锡纳米粒子的X射线衍射分析结果显示,合成产物主要是锡纳米颗粒和铜锡合金(Cu6Sn5)纳米颗粒组成,且这些纳米粒子并未被氧化。其示差扫描量热法测得结果表明,本次合成的纳米颗粒的熔点为202.98 ℃,适合现代电子封装技术对低熔点封装材料的要求。     

氮掺杂多孔碳纳米纤维的制备及其储钾性能

基于静电纺丝获得多孔碳纳米纤维,随后高温锻烧制备出氮掺杂多孔碳纳米纤维(N-CNF),并将其作为钾离子电池的负极材料.通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪、Raman光谱仪和比表面积分析仪对目标产物进行了表征,研究了N-CNF负极材料的结构和形貌.N-CNF作为钾离子电池的...