在柠檬酸盐溶液体系中金核@铂壳纳米粒子的光化学合成

在含有不同Au:Pt摩尔比的双金属离子和单一Pt(Ⅳ)离子的柠檬酸盐溶液体系中,分别利用光化学共还原和Au晶种生长法合成了Au核@Pt壳纳米粒子。借助于透射电子显微镜的表征,研究了在2种制备方法中复合纳米粒子的尺寸变化规律;利用X射线光电子能谱(XPS)分析了复合纳米粒子的表面化学态和它们的结构,证实形成的Au@Pt纳米粒子为核-壳结构。     

金核/铂壳纳米粒子的光化学合成及电催化活性

在含不同摩尔比的Au(Ⅲ)和Pt(Ⅳ)离子的PEG(聚乙二醇)-丙酮溶液中,采用光化学共还原法合成了一组Au@Pt复合纳米粒子,并以炭黑分别对其负载制成Au@Pt/C催化剂。借助于UV-Vis、TEM和HR-TEM的表征,证实复合纳米粒子为球形的核/壳结构;分别以XPS、EDS和电化学方法分析了复合粒子的化学状态、结构特点和Au@Pt/C催化剂的催化性质。结果表明,不同Au:Pt摩尔比的Au@Pt/C催化剂对甲醇氧化反应具有良好的催化活性和稳定性,其中Au:Pt=1:1时形成的Au@Pt/C催化剂电催化活性最高,约为商品Pt/C催化剂的4倍。简要讨论了核/壳结构产生高催化活性的主要原因。     

在可溶性聚合物体系中光化学法制备Pd纳米粒子的研究

研究了在可溶性聚合物体系中Pd纳米粒子的光化学合成.Pd(Ⅱ)-PEG-丙酮溶液以紫外波长300nm光辐照,获得了胶体Pd纳米粒子并对其进行TEM表征.结果表明,Pd粒子的平均粒径为1.8～5.7nm,具有好的分散性.研究了各种组分的影响,探讨了体系中Pd(Ⅱ)的快速光化学还原和纳米Pd粒子的稳定性机理.     

复合γ-Fe2O3/M（M=Pt/Pd）纳米磁敏催化剂超声制备与表征

采用焙烧法制备γ-Fe2O3之后,再利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对其表面进行功能化修饰,在其溶液体系中加入氯铂酸/氯化钯溶液,使游离的四价铂粒子/二价的钯离子吸附在磁性纳米粒子表面,与氨基化基团形成配位化合物,在超声化学作用下,利用水合肼将铂离子和钯离子还原为单质,制成γ-Fe2O3/M(M=Pt/Pd)复合磁敏催化剂纳米粒子。并采用Bruker Advanced-D8粉末衍射仪,带有选区电子衍射(SAED)的透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和带有超导量子干涉装置(SQUID)功能的磁性测量系统(MPMS)等对γ-Fe2O3粒子和γ-Fe2O3/M复合粒子磁性进行表征。结果表明:采用焙烧法制备的γ-Fe2O3磁性纳米粒子粒径在20 nm左右,制备的γ-Fe2O3/Pt和γ-Fe2O3/Pd复合粒子粒径分别在68和36 nm左右,室温下的磁化强度分别为29.4和31.2(A·m2)/kg,磁响应性能优越,可用于磁敏催化剂反应体系。这为贵金属Pt、Pd催化剂的回收与磁敏催化剂应用提供了新的思路。     

基于紫外光辐照法制备CuSe/ZnSe核壳结构纳米粒子

本文成功制备出以CuSe为核心、ZnSe为壳层,具有核壳结构的CuSe/ZnSe纳米粒子。首先采用回流冷凝法制备出CuSe纳米粒子（NPs）。然后,采用一种简单、快速的光化学方法即紫外光辐照法,室温下在CuSe NPs外包覆ZnSe壳层,最终得到CuSe/ZnSe核壳结构纳米粒子。利用X射线衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和光致发光光谱(PL)对合成的CuSe/ZnSe核壳NPs进行了表征。结果分析表明,合成的CuSe纳米粒子具有六方相结构,粒径平均大小在12 nm。制备出的CuSe/ZnSe纳米粒子的核壳结构清晰,生长的ZnSe壳层为立方闪锌矿结构,粒径大小约为15~45 nm。通过ZnSe壳层的包覆使CuSe在475 nm处产生蓝光发射,同时荧光强度显著增强。     

Pt纳米粒子结构特性和相变规律的分子动力学研究

铂（Pt）具有优良的催化活性,在能源和储能等领域都有广泛应用。研究表明,Pt的催化能力取决于表面活性位点的数量和种类,但其表面活性的调控机制尚不完全清楚。本研究利用分子动力学方法,基于LAMMPS软件,研究了Pt纳米粒子的结构特性和相变规律。结果表明,Pt纳米粒子无序原子占比随粒子半径的增大而减小,Pt纳米粒子的整体熔化温度随着粒子半径的减小而减小。此外,Pt纳米粒子根据配位数可以更深入地划分为核心和壳体2个部分,核心的配位数与块体材料相同为12,壳体的厚度为0.27nm(约为2层原子的厚度),且其配位数随核心距离的增大而减小。这一独特的核壳结构中壳体原子的势能比核心原子低。研究发现,当温度为1300 K时,粒子半径为3 nm Pt壳层原子熔化,而核内原子未熔化。因此,通过相变规律可以调控Pt催化剂的结构特性,为表面活性的调控提供理论依据。     

原位一步法合成Ag/Fe2O3磁性核壳纳米粒子

采用原位法在低温下一步合成Ag/Fe2O3磁性核壳纳米粒子,并采用XRD,TEM和UV光谱研究了Ag-Fe2O3核壳纳米复合材料的结构。结果表明,纳米银粒子表面被Fe2O3层包覆,Ag核的平均粒径大约为35nm,Fe2O3壳层平均厚度约为7.5nm或15nm,形成了核壳结构的电磁复合纳米粒子。在室温下,饱和磁化强度达到0.98(A·m2)·kg-1,矫顽力8.48×103A/m;Ag/Fe2O3核壳粒子的导电率达到0.62S/cm。通过此法可以比较容易的控制核和壳的尺寸以及复合粒子的单分散性,并得到较高的产率,在催化剂、医药、光电等领域有着广阔的应用前景。     

Ni/B微纳米复合粒子的制备与性能

采用化学镀镍的方法制备Ni/B微纳米复合粒子。运用TEM、EDS和XRD方法对复合粒子的形貌、组成和物相进行表征,并通过TG-DTA热分析仪和热常数分析仪研究Ni/B微纳米复合粒子的热稳定性和导热系数。结果表明,真空干燥得到的复合粒子为核壳结构,纳米镍的尺寸约为21.7 nm,纳米镍粒子紧密均匀地包裹在硼粉表面,并且镍和硼的质量比为1:1;与原料硼粉相比,复合粒子与空气的反应放热峰提前36 ℃左右,表明纳米镍粒子具有明显的催化效果;同时,复合粒子的导热系数也有所增大     

PS@Au核壳复合粒子的可控合成及粒径对催化性能的影响

采用适当的化学镀工艺,通过对核层聚苯乙烯微球粒径的调制,可控合成了粒径连续可调的PS@Au核壳复合粒子,其球形度较高,无团聚,催化活性优良。利用SEM、XRD和UV-Vis,结合催化性能测试,研究了粒径对PS@Au核壳复合粒子催化性能的影响。结果表明:PS@Au核壳复合粒子较大的比表面积是其取得优良催化性能的物理本质,此外,粒径对其表面微观形貌、Au纳米粒子的生长方式及其催化性能都有显著影响。粒径较小时,核层曲率较大,Au纳米粒子呈发散式生长,表现出孤立的纳米颗粒状结构。此时,比表面积和表面能最大,催化活性最高。随着粒径增大,曲率逐渐减小,Au纳米颗粒表现出近似的薄膜状结构,比表面积和表面能逐渐降低,催化性能逐渐下降。核壳复合粒子的粒径达到400 nm时,Au纳米粒子的表面形貌开始由孤立的颗粒状结构向连续薄膜状过度。     

植酸盐掺杂聚吡咯/纳米SiO_2/环氧树脂长效耐蚀涂层的制备及缓蚀性能

以FeCl_3为氧化剂,植酸钠(IP_6)为掺杂剂,纳米SiO_2为分散介质,通过化学氧化法合成了具有核-壳结构的IP_6掺杂聚吡咯(PPy)/纳米SiO_2粒子。利用电感耦合等离子体原子发射光谱法考察了氧化剂和分散剂用量以及反应温度对掺杂率的影响。利用TEM、XRD和热重分析法(TG)对IP_6掺杂PPy/纳米SiO_2粒子的形貌、结构和热稳定性进行了表征。利用电化学阻抗(EIS)技术对IP_6掺杂PPy/纳米SiO_2/环氧树脂长效耐蚀复合涂层的耐蚀性进行了评价。结果表明:PPy均匀包覆在纳米SiO_2粒子表面,形成形貌规则且具有核-壳结构的稳定IP_6掺杂聚吡咯(PPy)/纳米SiO_2粒子。当n(Py)∶n(FeCl_3)=2∶1,m(SiO_2)∶m(Py)=1∶5,反应温度为-5℃时,制备的PPy/纳米SiO_2材料中IP_6掺杂率为98.53%。以IP_6掺杂PPy/纳米SiO_2粒子为功能成分,环氧树脂为成膜物质,制备的IP_6掺杂PPy/纳米SiO_2/环氧树脂长效耐蚀复合涂层对1.0mol/L HCl介质中的Q235钢腐蚀具有良好的抑制效果。     

碳包覆坡莫合金纳米颗粒的爆轰法制备及吸波性能研究

采用尿素络合硝酸铁、硝酸镍制成的掺杂铁镍离子的安全性复合炸药,爆轰合成了碳包覆纳米坡莫合金复合粒子。通过TEM、XRD、Raman光谱对纳米粒子进行了形貌、结构和成分分析表明,所合成纳米粒子呈球形核壳结构,粒径为40～60nm,中心为铁镍合金核,外包覆层为石墨层与无定形碳。为检验所合成的碳包覆坡莫合金粒子的电磁波吸收性能,将之与石蜡制成复合涂层,通过矢量网格分析仪,在2～18 GHz吸收频段对不同厚度复合涂层进行了电磁损耗能力测定。结果表明,当涂层厚度为2mm时,铁镍原子比1:4纳米粒子的吸波层出现了双吸收峰,峰值分别为-14.6dB (9.7 GHz)和-7.7 dB (14.3 GHz),-10 dB吸收频带范围为8.5～11.8 GHz;而铁镍原子比1:1纳米粒子的吸波层吸收波峰在12.88 GHz,峰值为-30,-10 dB的吸收频带范围为9.7～14.4 GHz,具有较宽吸收频带和优良的吸波性能。     

填料形状对Fe@Ag核壳复合粒子的电磁特性的影响

运用液相化学还原Ag技术,制备了球形和片形2种Fe@Ag核壳复合粒子.表征了这2种屏蔽填料的物相、表面形貌和化学组成,研究了其静磁性能,分析了填料的形状对复合材料的复磁导率、电导率和屏蔽效能等电磁特性的影响.结果表明:2种复合粒子均为核壳结构完整的Fe@Ag核壳复合粒子,其Ag壳层均匀且致密;球形和片形Fe@Ag核壳复合粒子均具有良好的软磁性能;与形状各向同性的屏蔽填料相比,以片形Fe@Ag核壳复合粒子为填料的电磁屏蔽复合材料的复磁导率更高,体积电阻率更低,该复合材料在电磁波频率范围为30—1500 MHz内的屏蔽效能(SE)为-51—-55 dB,优于以球形Fe@Ag核壳复合粒子为填料的电磁屏蔽复合材料.并且从理论上分析了片形Fe@Ag核壳复合粒子的电磁屏蔽复合材料对电磁波的吸收损耗更强和屏蔽效能更高的物理本质.     

FeBP@SiO2核壳结构纳米复合材料的可控制备及其吸波性能

提出一种简便易行的方法制备核壳型FeBP@SiO₂纳米粒子,该方法利用化学还原和溶胶凝胶相结合,实现复合粒子的核壳结构可控。通过改变SiO₂壳厚度,研究了壳层厚度对吸波性能的影响,并对微波吸收机制进行分析和解释。结果表明,随着SiO₂壳层厚度的增加,粒子微波吸收能力先增大后减小。当SiO₂壳层厚度为38 nm时,FeBP@SiO₂样品具有最强的微波吸收性能,在吸收涂层厚度为2.19 mm下反射损耗获得较好的吸收性能(-52.66 dB),这种增强的微波吸收性能主要来自新增磁-介电界面,从而提高了材料的阻抗匹配以及介电损耗的能力,通过设计复合粒子的核壳结构,可以实现复合吸波剂的性能调控,因此本研究为设计下一代新型复合微波吸收材料提供了重要参考。     

CdSe/ZnS/SiO_2多层核壳结构量子点材料的制备

纳米粒子表面包覆二氧化硅层形成的核/壳结构能减少表面缺陷,改善发光性能,保护纳米粒子核不受外界环境的影响。本实验在液体石蜡-油酸介质中首先制备CdSe量子点,再通过直接在反应体系中加入硫源和锌源的方法,在CdSe量子点的表面原位组装ZnS纳米层,得到CdSe(核)/ZnS(壳)结构量子点材料;然后利用反相微乳液方法在CdSe(核)/ZnS(壳)复合量子点的表面继续包覆SiO2层,得到CdSe/ZnS/SiO2多层核壳结构量子点材料。化学性质稳定的ZnS及SiO2材料的包覆使CdSe量子点材料的毒副作用降低,且没有降低单纯CdSe的发光效率,这种CdSe/ZnS/SiO2多层核壳结构量子点材料在探索新型载体、生物传感器、生物医疗、肿瘤的早期诊断和治疗等方面有广泛的应用前景。     

Pt-WC/Mnt三元纳米复合材料的制备及其电催化性能

以剥离后的蒙脱石(Mnt)片层为载体、六氯化钨(WCl6)为钨源,通过浸渍负载及原位还原碳化获得了碳化钨(WC)与蒙脱石(Mnt)纳米复合材料,然后将氯铂酸(H2PtCl6)通过浸渍负载于复合材料上,并在氢气(H2)中还原得到Pt-WC/Mnt三元纳米复合催化材料。采用X射线粉末衍射和透射电子显微镜对三元纳米复合催化材料的物相、形貌和结构进行表征,采用三电极体系和循环伏安法测试了样品的电催化性能。结果表明:样品物相主要为WO3和WC,蒙脱石片层结构明显,铂(Pt)纳米粒子均匀分布于WC/Mnt复合材料的外表面。Pt-WC/Mnt三元纳米复合材料对甲醇电催化氧化具有较高的催化活性,并且在酸碱体系中均具有良好的稳定性。     

新型可充锂-空气电池的纳米刺状α-MnO_2/Pd空心微球催化剂(英文)

利用NaBH4溶液还原PdCl2的方法在具有纳米刺状表面的α-MnO2中空微球上沉积Pd,制备一种α-MnO2/Pd核壳型复合催化剂作为新一代可充锂-空气电池的催化剂。TEM、XRD和EDS等方法的分析结果表明,在催化剂中纳米Pd颗粒均匀地分布在刺状α-MnO2中空微球表面,Pd在催化剂中的质量分数约为8.88%。充放电测试结果表明,与纳米刺状的α-MnO2中空微球催化剂相比,α-MnO2/Pd复合催化剂提高了空气电极的能量转化效率和充放电循环性能。由Super P碳材料和所制备的α-MnO2/Pd复合催化剂所构成的空气电极在0.1mA/cm2电流密度下的首次放电比容量可以达1220 mA·h/g,经13次充放电循环后的容量保持率为47.3%。该纳米刺状α-MnO2/Pd核壳型复合催化剂是一种有前途的空气电池催化剂。     

FeO薄膜担载的Pt纳米粒子

研究了FeO/Pt(111)体系中FeO薄膜及其担载的Pt纳米粒子的制备和热稳定性。在Pt(111)表面制备出完整的单层FeO薄膜,并作为载体制备2~3 nm粒径均一且分散均匀的纳米Pt粒子,形成 Pt/FeO/Pt(111)模型催化剂。氧气气氛(1.1×10-6 mbar)以及不同温度的退火处理并不能有效地促进Pt粒子在FeO薄膜表面的分散,也不利于形成全同有恅的Pt纳米粒子阵列。单层FeO表面担载的Pt纳米粒子已能够符合相关模型催化剂研究工作的总要,将成为下一步的工作基础。     

普罗维登斯菌和希瓦氏菌对Pt(IV)的吸附特性

研究了普罗维登斯菌和希瓦氏菌两种微生物对Pt(IV)的吸附特性。pH和离子强度条件优化实验结果表明,pH=2.0时吸附效果较好,吸附量分别为58.62和72.20 mg/g;随着离子强度的增加,普罗维登斯菌对Pt(IV)的吸附量增加而希瓦氏菌却降低;Pt(IV)和Pd(II)共存时,两种微生物吸附剂均优先吸附Pd(II)。动力学和等温吸附实验结果表明,普罗维登斯菌吸附Pt(IV)的过程更符合拟二级动力学模型和Langmuir等温模型,说明化学吸附是该过程的限速步骤,且为单分子层吸附,其理论最大吸附量为136.10 mg/g。因此,以上研究结果表明,普罗维登斯菌和希瓦氏菌可以吸附回收溶液中的Pt(IV)离子。     

采用配体交换法制备贵金属纳米粒子修饰电极的研究

选择8个碳链长度的烷基双硫醇分子在电极表面自组装构筑Au-SHSAM模板,然后将由弱保护剂四辛基溴化铵(TOAB)稳定的小尺寸Au、Ag、Pd和Pt纳米粒子通过纳米粒子与电极上巯基之间的强相互作用(M-S)将其表面的弱保护剂TOAB替换的方式,成功实现了贵金属纳米粒子在巯基模板电极表面的自组装,利用循环伏安法(CV)和扫描隧道显微镜(STM)对纳米粒子修饰电极在H2SO4溶液中的电化学行为以及纳米粒子在电极表面的形貌进行了表征,发现可以通过调节浸泡时间控制纳米粒子在电极表面的覆盖度。该方法新颖、简单而且具有一定的普适性。     

P25@SiO2核壳材料的制备及其选择性光催化性能的研究

目的构筑具有尺寸选择性光催化功能的复合纳米结构,在维持二氧化钛材料光催化性能的同时,减少其对有机大分子材料及有机基底材料的腐蚀行为,拓宽光催化材料的使用范围。方法采用一锅法,通过TEOS围绕P25为核进行水解,制备了多孔SiO_2包覆TiO_2(P25)复合核壳结构(P25@SiO_2)纳米颗粒。结果 TEM、XRD、BET表征显示,这种复合核壳纳米结构具有较好的分散性和很高的比表面积(约528 m2/g)。光催化性能实验证实,这种复合核壳结构具有尺寸选择性光催化效应,即小分子氮氧化物气体(NOx)能通过壳层SiO_2孔道进入核层并降解90%以上,被氧化成硝酸盐固定下来;小分子有机物亚甲基蓝能穿过壳层孔道进入复合结构的核层部分,被氧化分解;大分子有机物胭脂红被壳层有效隔离而不被分解。老化试验显示,涂覆有这种核壳结构材料的有机基材(PET膜)被氧化老化的现象受到抑制。相反,与裸露的有机基材(PET膜)相比,由于壳层的保护作用,涂覆有核壳纳米结构的有机基材具有更好的抗紫外线性能。结论开发的这种具有尺寸选择性光催化的复合核壳结构材料,可以涂覆在各种有机基材的表面,赋予其一定的光催化功能,同时由于壳层的隔离保护作用,对基材的腐蚀作用受到抑制。这种复合核壳纳米结构也可以作为功能添加材料添加到各种涂料材料中,并赋予涂料一定的光催化性能,同时对涂料中的有机物不会产生强烈的分解作用,因此具有很好的应用前景。