自组装与纳米技术

自组装技术是制备纳米结构的几种为数不多的方法之一.本文对最近几年自组装技术在纳米科技领域中的一些重大突破和成果进行较为系统地综述,主要包括以下几个方面:自组装单层膜、纳米尺度的表面改性、超分子材料、分子电子学与光子晶体.     

陀螺状氮化镓基材料的制备和表征

以碳球为硬模板,通过溶剂热与NH3后处理相结合的方法合成出了具有陀螺状结构形貌的Ga0.97N0.9O0材料.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能谱(EDS)对所制备的样品进行了表征,同时对其生长机理进行了简要的探讨.     

多糖绿色合成纳米氧化锌的研究

利用一种高分子多糖——葡聚糖作为稳定剂和软模板,通过一条绿色途径合成了粒径为70nm左右的纳米氧化锌,发现其在380nm处有一个强烈的吸收峰。通过SEM,TEM等测试手段,研究了葡聚糖分子以及热处理对纳米氧化锌形貌和粒径的影响,并探讨了纳米氧化锌的形成机理。此种方法也可拓展到其它纳米氧化物的合成领域。     

不同浓度四氢呋喃水溶液制备高合金化Pt-Ru/CMK-3催化剂

提出了在四氢呋喃(THF)和H2O混合溶液中用一般的化学还原法在室温下制备高合金化Pt-Ru/CMK-3催化剂的新方法。与在纯水中制得的Pt-Ru催化剂相比,其Pt-Ru粒子的合金化程度高、平均粒径较小且相对结晶度低,因此该催化剂对甲醇氧化的电催化活性远高于在纯水中制得的Pt-Ru催化剂。高合金化程度的原因是H2PtCl6和RuCl3在THF和H2O混合溶液中的起始还原电位相近。进一步发现在THF和H2O混合溶液中,THF和H2O体积比的改变并不影响制得的Pt-Ru/CMK-3催化剂中Pt-Ru粒子的合金化程度,但对Pt-Ru粒子的粒径以及相对结晶度有较大影响。     

不同结构、形貌In_2S_3纳米材料的离子热合成及表征

以氯化铟和硫化钠为原料,以不同的离子液体为溶剂,采用离子热法合成了不同结构、形貌的硫化铟纳米材料。用XRD、SEM、TEM对产物结构和形貌进行了表征。结果表明:经150℃恒温24 h,在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑溴盐中得到四方相结构六边形片状的硫化铟,而在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中得到的是立方相结构花球状形貌的硫化铟。FTIR结果表明,离子液体在反应过程中起到重要作用。对片状硫化铟的紫外可见光谱及光致发光性能也进行了表征。     

PAM溶液中合成核/壳结构花生状碳酸钙粒子

在聚丙烯酰胺(PAM)溶液中, 通过单一聚合物调控CaCO₃晶体生长, 制备了核/壳结构的花生状CaCO₃粒子. 采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X射线粉末衍射(XRD)对合成样品的形貌、结构进行了表征. 结果显示, 花生状CaCO₃粒子的外壳由菱形的方解石组成, 核由小粒子组成的短棒状粒子串组成, 并形成由里向外的放射性状结构, 核中间还具有较大体积的空腔. 利用分形生长机理解释了粒子放射性结构的形成, 并利用奥斯特瓦尔德熟化理论解释了核/壳结构的形成.     

以甲基纤维素和氧化钙合成新型有机/无机胶凝材料

采用甲基纤维素和氧化钙作为原材料 ,合成出了优质有机 /无机“多相”胶凝材料 ,其 2 8d抗压强度接近普通工业水泥。在实验工作基础上 ,用正交试验法研究了以甲基纤维素和氧化钙生产复合胶凝材料的原料选择及最佳掺量 ,并通过理论计算出该有机 /无机复合胶凝材料的抗压强度 ,与实际强度相比误差很小。借助XRD、IR和SEM等表征手段 ,对有机 /无机复合胶凝材料的微观结构和胶粘机理进行了分析和探讨。     

氮化铝孔状材料的溶液法合成及其光致发光

在低温常压下,以液相法直接合成了氮化铝孔状材料。通过一系列的表征对其形貌和光学性能作了简要的分析。实验结果表明:合成的氮化铝孔状材料立方相和六方相同时存在;其孔径为200~800nm;比表面积为170m2·g–1;在样品的PL谱中,在475nm处的一个强的发射峰是由氮空位引起的,在550nm处的宽而弱的峰是由AlN本征缺陷和颗粒的表面效应引起的。     

特殊形貌Co3O4纳米片的制备及其电化学性能

采用不添加任何表面活性剂的水热法,在适当反应温度和反应时间下制备出了直径尺寸大约为300nm左右,厚度约为30nm左右的六边形Co3O4纳米片.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了产物的结构、组成及形貌,利用电化学工作站仪器测试了Co3O4的电化学性能.结果表明:制备的六边形Co3O4纳米片具备良好的电化学性能,单位比电容达到了110F/g,可以作为良好的超级电容器应用材料.     

表面活性剂PEG400存在下单质铜的微波固相合成

报道了在表面活性剂PEG400存在下通过前驱体的微波固相法快速合成单质铜纳米粒子,其直径在80~370nm之间,前驱体则通过一步室温固相反应制备。用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对产物的结构和形貌进行了表征。同时,对铜纳米粒子的紫外-可见光吸收性能(UV-vis)作了测试,结果表明在600nm处有一个明显的共振吸收峰。另外,通过对比实验研究了微波辐射时间对产物形成的影响。