智能控温包装纳米材料的制备与表征

低维VO₂（B）纳米材料分别通过水热法和溶剂法热制备出来,然后将VO₂（B）在N₂氛围中经过623K热处理得到蓝黑色粉末。通过X-射线衍射（XRD）、X-射线光电子能谱（XPS）、红外光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等测试发现:水热法所制备的VO₂（B）经热处理后得到VO₂（M）纳米带,该纳米带有数微米长,100-150 nm宽,约20-30 nm厚,是典型的纳米带状结构;溶剂热法所制备的VO₂（B）经热处理后得到花瓣状纳米团簇的VO₂（M）,该花瓣状团簇纳米材料由超薄的薄片组装而成,长短不均,宽约数10nm。将VO₂（M）纳米粉体、高分子分散剂和硅树脂混合制备成智能控温包装材料（ITCP）,通过变温红外测试,发现以水热法和溶剂热法所制备的VO₂（M）为基础的包装材料的相变温度为341K,这一结果为VO₂（M）在智能控温包装中的应用奠定了基础。     

纳米二氧化铈的制备及其过氧化物酶活性的分析

为制备具有催化活性的过氧化物模拟酶,本文以CeO₂为研究对象,采用水热法制备具有过氧化物酶活性的纳米二氧化铈（Nano ceria,CeO₂）颗粒。通过四甲基联苯胺（Tetramethylbenzidine,TMB）显色反应研究水热合成的制备条件,包括:料液比、反应温度、反应时间对纳米CeO₂催化过氧化氢性能的影响,筛选出一种催化活性最优纳米CeO₂,并对其进行结构表征及催化反应稳态动力学研究。结果表明:当料液比为1:60 g/mL、反应温度为80 ℃、反应时间为8 h时,吸光度值最大,为0.501,水热法制备的纳米CeO₂催化性能最佳,此方式合成的纳米CeO₂晶体呈萤石型结构,催化反应与米氏方程吻合,对H₂O₂的K_m值为0.021 mmol/L。结果表明,上述方式合成的CeO₂反应条件简单纯度优异,对H₂O₂催化性能较好。     

纳米TiO2对魔芋葡甘聚糖/玉米醇溶蛋白复合膜结构和性能的影响

本文以魔芋葡甘聚糖、玉米醇溶蛋白为成膜基质,添加不同含量（1%、2%、3%）的纳米TiO₂,以流延方式制备纳米TiO₂/魔芋葡甘聚糖/玉米醇溶蛋白复合膜,并对复合膜的微观结构、热性能、力学性能、疏水性、水蒸气透过率和抑菌性能进行了分析。结果表明,纳米TiO₂与魔芋葡甘聚糖、玉米醇溶蛋白间发生相互作用,有良好的相容性;添加纳米TiO₂使复合膜表面粗糙度增加,复合膜热稳定性和疏水性增强,力学性能降低;纳米TiO₂添加量为1% wt时,复合膜的水蒸气透过率（5.7×10?13 g·cm/（cm2·s·Pa））和溶胀率（16.4%）最小,水接触角值（99.6 °）最大;复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有明显的抑制作用,对枯草芽孢杆菌的抑制作用不明显。本研究为纳米TiO₂/魔芋葡甘聚糖/玉米醇溶蛋白复合膜作为包装材料的开发与应用提供一定参考依据。     

以表面电荷状态和结构的可逆变化表征VO2（R）单晶纳米棒溶液的相变过程

二氧化钒（VO₂）是一个传统的具有不同晶型的二元化合物。由于金红石结构的VO₂最为稳定,且在340K附近具有半导体-金属相变（SMT）特性,因此引起人们的广泛关注。在340K时,该材料由单斜结构转变为四方结构,实现从半导体相到金属相的转变。此外,该转变温度（τ_c）也可通过掺杂钨元素降低至室温。这种特性使VO₂有望成为一种节能的"智能窗"功能材料,广泛应用于莫特场效应晶体管和光电开关装置。SMT的特性可以理解为晶格的扭曲可消除能带简并性,从而使电子相关能形成完美的窄带。许多研究人员主要研究与SMT相关的电、磁和光学特性的可逆突变。本文通过测量水介质中纳米棒电位变化,观察与VO₂纳米棒的半导体-金属相变相关的表面电荷的可逆变化。TEM结果的模拟也显示存在类似可逆变化。     

基于ZnCo2O4的多孔碳纳米纤维制备及其储能性能

针对锂硫电池循环过程中容量衰减快的问题,采用水热法制备ZnCo₂O₄纳米颗粒,然后与聚丙烯腈(PAN)混合,通过静电纺丝法制备复合纳米纤维并进行炭化处理得到复合多孔碳纳米纤维。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、比表面积测试仪表征复合多孔碳纳米纤维的微观结构和物化性能,优化得到最佳制备工艺;并将其作为正极硫载体测试电化学性能。结果表明:基于ZnCo₂O₄制备的复合多孔碳纳米纤维存在大量孔孔相连的通道,比表面积高达210.85 m²/g;组装成的锂硫电池具有典型的充放电平台以及明显的氧化还原峰,其初始放电比容量为759.2 mA·h/g,50圈充放电循环后,仍具有74.0%的可逆比容量,相比于不掺杂ZnCo₂O₄的静电纺丝碳纳米纤维具有更高的比容量,更好的倍率性能。     

预氧化PAN/TiO2复合微粒的太阳光催化活性

采用水相沉淀法合成聚丙烯腈(PAN),并将其复合到纳米二氧化钛(TiO₂)表面,制备PAN/TiO₂复合微粒。PAN/TiO₂经预氧化得到共轭结构的复合微粒,拓宽了纳米TiO₂的光响应范围。采用FTIR和DTA-TG对PAN/TiO₂进行表征,结果表明,纳米TiO₂上附着有预氧化的PAN,PAN/TiO₂热稳定性较好。改变n(AN)∶n(TiO₂)制备不同的PAN/TiO₂,并用于太阳光下罗丹明B的降解。结果表明,n(AN)∶n(TiO₂)为1∶120时,PAN/TiO₂光催化性能较好。     

二维褶皱状镍钴层状双金属氢氧化物的合成

层状双金属氢氧化物(简称LDH)是一类应用广泛的二维无机纳米材料,传统方法制备得到的LDH多是紧密堆积的二维刚性纳米片。本文采用一步水热法制备得到较大面积的多褶皱二维柔性镍钴LDH纳米片,并通过透射、扫描电镜等仪器对其进行表征。水热法制备得到的镍钴LDH纳米片表面褶皱密集从而带来足够多缺陷,为该纳米片的后续应用提供了良好的前景。     

水热反应水解速率对纳米TiO2光催化性能的影响

以钛酸丁酯为钛源，通过控制乙醇添加量来调控水热反应的水解速率，制备纳米TiO₂样品。采用X射线衍射图谱(XRD)、透射电子显微镜图(TEM)、高分辨透射电子显微镜图(HRTEM)、比表面积分析(BET)和紫外-可见光吸收图谱(UV-Vis)，对纳米TiO₂样品的结构、形貌等进行表征。结果表明：制备的纳米TiO₂样品均为锐钛矿相晶体结构，纳米颗粒较小，比表面积较大；添加乙醇后，水解速率降低，制备的纳米TiO₂样品光催化降解结晶紫的速率降低，光催化活性下降，同样地，光催化降解甲基橙的速率也下降。     

钛种植体表面Ag/HA涂层的制备及其生物活性

采用水热法制备不同含量银掺杂纳米羟基磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂∶Ag]粉体,使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对粉体进行表征,在口腔用钛种植体表面电泳沉积银掺杂纳米羟基磷灰石陶瓷,扫描电子显微镜(SEM)对银掺杂纳米羟基磷灰石陶瓷进行表征,体外细胞培养测试陶瓷的生物活性。结果表明,当电泳悬浮液中Ag⁺含量为15%(质量百分比)时,制备的(Ag/HA)粉体呈棒状,长度在100～250 nm之间,直径在20 nm。小鼠骨骼肌细胞在Ag-HA涂层改性后的钛种植体表面能够有效粘附生长,表现出良好的生物活性。     

C@MnO2复合纳米纤维阴极的制备及在Zn2+电池中的应用

为解决MnO₂在锌离子电池充放电中导电性差的问题，将MnO₂与碳纳米纤维复合以提高MnO₂的导电性，通过微观核壳结构的设计改善MnO₂充放电过程中的溶解问题。以静电纺丝和退火相结合的方法成功制备了碳纳米纤维，采用湿化学方法和水热法使KMnO₄在碳纳米纤维的表面还原为MnO₂。XRD证实了α-MnO₂和β-MnO₂的存在且无杂质产生，SEM照片显示成功制备了核壳结构的C@MnO₂复合纳米纤维。电化学测试结果表明在0.1 A/g恒流充放电下，循环100次仍有83%的容量保持率，且可提供163.89 mAh/g的可观比容量。该长循环性能得益于碳纳米纤维与MnO₂的协同作用，导电性的碳纳米纤维作为骨架促进了电子转移动力学，而MnO₂纳米片提高了活性材料与电解液的接触面积，促进了Zn²⁺扩散。此外，MnO₂与碳纳米...     

Novel approach to enhance photosensitized degradation of rhodamine B under visible light irradiation by the ZnxCd1-xS/TiO2 nanocomposites

In order to exploit efficient photosensitizers with appropriate electronic states to enhance the transfer of electrons, ZnxCd1-xS/TiO2 nanocomposites were first synthesized by a simple hydrothermal method. The samples were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, diffuse reflectance spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, electron spin resonance, and photoluminescence techniques. The results showed that the composite of the two inorganic semiconductors largely enhanced the photosensitized degradation of rhodamine B (RhB) under visible light irradiation (420 nm<λ<800 nm). These photocatalytic reactions were driven mainly by the light absorption of RhB molecules and to a lesser extent by the excitation of ZnxCd1-xS. They were supposed to arise mainly from the electron transferred from the adsorbed dye in its singlet excited state to the conduction band of ZnxCd1-xS and TiO2. Such a heterogeneous photocatalytic reaction has much significance in the degradation of organic pollutants in ordinary photocatalysis.     

铂纳米粒子/(聚乙烯醇/聚乙烯亚胺)杂化材料的制备及应用

以聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯亚胺(PEI)的混合液为纺丝前驱体,通过静电纺丝技术制备了PVA/PEI超细纤维膜。然后依次利用戊二醛(GA)将其交联和3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)功能化处理后成功地在其上负载了铂纳米颗粒(Pt NPs),得到了Pt NPs/(PVA/PEI)杂化材料。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射图谱(XRD)及傅里叶转换红外光谱(FT-IR)等表征手段对制备的Pt NPs/(PVA/PEI)杂化材料进行表征。结果表明制备了Pt NPs均匀分散的Pt NPs/(PVA/PEI)杂化材料。将制备的杂化材料用于罗丹明B的催化降解,结果表明Pt NPs/(PVA/PEI)杂化材料对罗丹明B具有优异的催化降解效果。     

纤维的表面性能及表面分析技术

阐述了纤维表面性能的重要性,并主要介绍了扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)、X射线光电子能谱(XPS)、二次离子质谱(SIMS)等现代表面分析技术及其在制浆造纸研究中的应用.     

氮铈共掺杂介孔TiO_2的制备及在造纸废水处理中的应用

以钛酸四正丁酯为前躯体,用聚氧乙烯脂肪醇醚(Brij98)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为复合模板剂,硝酸铈和尿素为掺杂离子给予体,通过改进的溶胶-凝胶法成功地制备了氮铈共掺杂介孔TiO2光催化剂。用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等分析手段对所得产物的结构和光学性能进行了表征。结果表明,所制备材料为锐钛矿晶型,具有7～10nm的均一孔径,掺杂能够阻止TiO2的相转变,提高TiO2介孔结构的热稳定性。当共掺杂催化剂含氮2%、铈2%(物质的量分数)时对造纸废水的光催化降解效果最佳,色度和CODCr的去除率分别达到100%和72%。     

二氧化钛纳米管的制备及其光催化性能

为提高TiO_2的光催化性能,通过电化学阳极氧化法在金属钛箔基体上制备了结构有序的TiO_2纳米管(TiO_2NTs),并以此为基础通过连续离子层吸附反应技术(SILAR)制备了Ag、CdS共修饰的TiO_2纳米管(AgCdS/TiO_2NTs)。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、元素分析仪和紫外可见漫反射光谱等表征手段,对Ag-CdS/TiO_2NTs形貌结构、元素组成和光吸收特性等进行了表征,并研究了Ag、CdS修饰后的TiO_2纳米管的光催化性能。结果表明:Ag和CdS纳米粒子被成功沉积在TiO_2纳米管上;与纯TiO_2纳米管的吸收光谱相比,Ag-CdS/TiO_2NTs对光的吸收范围延伸到整个可见光区域;与纯TiO_2纳米管或CdS修饰的TiO_2纳米管相比,Ag(3)-CdS/TiO_2NTs对甲基橙脱色率最高,70 min后脱色率达100%。     

团聚状纳米AuPd修饰的H2O2生物传感器研究

采用微胶束法室温条件下制备团聚状的AuPd合金纳米粒子,使用紫外可见光谱(UV-vis),透射电镜(TEM),X-射线粉末衍射(XRD)和X-射线能量色散谱(EDS)表征团聚结构AuPd合金纳米粒子的形貌、尺寸、结构和组成。用制备的AuPd纳米粒子修饰辣根过氧化物酶玻碳电极,制备无电子媒介的过氧化氢生物传感器HRP/AuPd/GCE。使用循环伏安法和计时电流法表征了HRP/AuPd/GCE对H2O2的检测性能。实验结果表明:该传感器对H2O2具有良好的检测性能和稳定性,在H2O2浓度为1×10-7mol/L～5×10-3mol/L范围内检测电流与H2O2浓度有线性关系,线性相关系数R2=0.995 01,检出限为7.6×10-7mol/L。     

AuRu纳米粒子修饰的辣根过氧化物酶传感器研究

采用反向胶束法在室温下合成出AuRu纳米粒子,使用X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱 (EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)表征其结构、组成和形貌,制备其修饰辣根过氧化物酶传感器(HRP/AuRu/GC)。使用循环伏安法(CV)和计时电流法(i-t)研究该传感器对H2O2的检测性能。结果表明：HRP/AuRu/GC对H2O2检测具有高的灵敏度和稳定性,在H2O2浓度为1×10-7～1×10-3mol/L范围内检测电流与浓度的负对数成线性关系,线性相关系数R2＝0.9959,检出限为5.02×10-8mol/L。电极使用1个月后其响应电流为原来的91.54%。     

Ce-Ti Amorphous Oxides for Selective Catalytic Reduction of NO with NH(3): Confirmation of Ce-O-Ti Active Sites

The amorphous Ce-Ti mixed oxides were reported to be catalysts for selective catalytic reduction of NO(x) with NH(3), in which Ce and not Ti acts as their solvent in spite of the fact that Ce is low in content. The amorphous catalysts were characterized by X-ray powder diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) equipped with selective area electron diffraction (SAED). The Ce-Ti amorphous oxide shows higher activity than its crystalline counterpart at lower temperatures. Moreover, the presence of small CeO(2) crystallites as for the impregnated sample is deleterious to activity. The Ce-O-Ti short-range order species with the interaction between Ce and Ti in atomic scale was confirmed for the first time to be the active site using temperature programmed reduction with H(2) (H(2)-TPR), in situ FTIR spectra of NO adsorption, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and X-ray absorption fine-structure (XAFS). Lastly, the Ce-O-Ti structure was directly observed by field-emission TEM (FETEM).     

水热法制备纳米TiO2改性锦纶织物

利用水热合成技术,以钛酸四丁酯为原料,于去离子水溶液中直接在锦纶织物纤维表面包覆纳米TiO2薄膜,并使用活性艳蓝R-X染料对锦纶织物染色,借助扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、X光电子能谱、差示扫描量热和热重测试手段对改性前后织物的表面形貌、结构和热学性能进行表征,测定织物漫反射光谱、拉伸、吸水和染色性能.结果表明:锦纶...     

Preparation and characterization of poly(vinyl alcohol)/modified clay electrospun nanocomposite nanofibrous mats for microbial protection

This research work is focused on the preparation of poly(vinyl alcohol) (PVA) nanocomposite nanofibrous mats by electrospinning method which was doped with varying concentration of Cloisite 30B and Cu-MMT nanoclays. Mechanical, physical, chemical and antibacterial properties of the nanocomposite nanofibrous mats were determined. Sodium-montmorillonite clay (Na-MMT) was modified with cupric chloride (CuCl₂) through ion exchange method to form copper-montmorillonite (Cu-MMT). Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction and particle size analysis were performed to characterize the modified clay. The formation of smooth and bead-free nanoclay loaded PVA nanofibres was observed through SEM and FESEM. Both the clays loaded nanofibrous mats showed good antibacterial property against the Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria. These enhanced properties of the PVA nanocomposite nanofibrous mats can be used for the microbial protection applications.