微乳液中球形及棒状SrTiO3纳米粒子的控制合成

以氢氧化锶和钛酸四丁酯为原料, 在水溶液/Triton X-100/环己烷/正己醇反相微乳液体系中制备了直径约为20～80 nm的钛酸锶球形纳米粒子和长约300～1200 nm、直径约为30～150 nm的钛酸锶纳米棒. 用XRD, ICP, TEM, SAED和SEM对样品的结构、成分和形貌进行了表征; 用DLS分析了样品的粒度分布. 结果显示, 水与表面活性剂的物质的量比(ω₀)、反应物浓度、陈化时间等因素都能影响钛酸锶纳米粒子的形貌和尺寸. 所得钛酸锶的锶钛物质的量比约为1.0, 粒度分布较窄, 为立方相单晶结构.     

(Ba, Sr)TiO3纳米棒的反相微乳法制备与表征

在氢氧化钡和氢氧化锶水溶液/Triton X-100/环己烷/正己醇四元W/O型反相微乳液中制备了钛酸锶钡纳米棒, 研究了ω₀值(水与表面活性剂Triton X-100的物质的量之比)、反应物浓度、陈化时间对产品形貌和尺寸的影响, 用TEM, SAED, SEM, EDS和XRD等技术对产品进行了表征. 结果表明, 所得Ba_0.7Sr_0.3TiO₃纳米棒长约500～1200 nm、直径约为50～120 nm; 具有立方相单晶结构. 产品中钡、锶、钛的物质的量之比约为0.7∶0.3∶1.     

(Ba, Sr)TiO3纳米棒的反相微乳法制备与表征

在氢氧化钡和氢氧化锶水溶液/Triton X-100/环己烷/正己醇四元W/O型反相微乳液中制备了钛酸锶钡纳米棒, 研究了ω₀值(水与表面活性剂Triton X-100的物质的量之比)、反应物浓度、陈化时间对产品形貌和尺寸的影响, 用TEM, SAED, SEM, EDS和XRD等技术对产品进行了表征. 结果表明, 所得Ba_0.7Sr_0.3TiO₃纳米棒长约500～1200 nm、直径约为50～120 nm; 具有立方相单晶结构. 产品中钡、锶、钛的物质的量之比约为0.7∶0.3∶1.     

W/O型微乳液中不同形貌PbS纳米粒子的制备及其形成机理的探讨

用聚乙二醇辛基苯基醚(OP)/异辛醇/环己烷/水溶液所形成的微乳液体系控制合成出了PbS纳米粒子，考察了微乳液中水与表面活性剂的物质的量的比(ω₀)、反应物浓度及浓度比、陈化时间等条件对产物形貌的影响。采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)分别对产物的结构、粒度和形貌进行了表征。结果表明，在微乳液体系中，控制不同的实验条件，可以成功地合成球形、梭形、针状和棒状的PbS纳米粒子，并且粒径分布集中，无团聚现象。论文还对不同形貌PbS纳米粒子的形成机理进行了探讨。     

不同形貌Bi4Ti3O12粒子的可控合成及光催化性能

研究了用一步水热法制备的不同形貌的钛酸铋(Bi₄Ti₃O₁₂, BIT)粒子的光学和可见光催化性能, 并对其晶体结构和微观结构用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段进行了表征. XRD结果表明, 所制备的BIT 样品为层状钙钛矿结构. FESEM结果表明, 通过控制水热过程的反应参数可以得到不同形貌的纳米粒子. 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BIT 样品的带隙能约为2.88-2.93 eV. 利用可见光(λ>420 nm)照射下的甲基橙(MO)降解实验评价了BIT 样品的光催化性能. 结果表明, BIT 的光催化活性比掺氮TiO₂ (N-TiO₂)高得多. 研究了形貌对BIT 光催化性能的影响. 所制备的BIT纳米带光催化效率最高, 经可见光照射360 min, 甲基橙溶液的降解率可达到95.0%.     

反相微乳液法制备纳米Al2O3颗粒及其形成反应机理的研究

通过聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)/正丁醇/环己烷/水溶液形成的体系, 采用反相微乳液法合成了Al₂O₃纳米粒子. 对前驱体进行热分析(TG-DTG-DTA), 确定了合适的煅烧温度为1150 ℃. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见分光光度法(UV-vis)分别对产物的结构、粒度和形貌进行了表征, 考察了微乳液中水与表面活性剂的物质的量之比(ω_o)、煅烧温度和煅烧时升温速率等关键因素对产物形貌和晶相的影响, 并通过分析进一步揭示了Al₂O₃纳米粒子的形成机理. 结果表明, 控制ω_o为10、煅烧温度为1150 ℃可得到分散性好、粒径分布均匀的Al₂O₃纳米粒子, 且2 ℃/min的升温速率更有利于产物向稳定的α晶相转变.     

单元和多元取代纳米氢氧化镍晶相及其结构稳定性研究

以硝酸镍为镍源,硫酸钴、硫酸铜、硫酸铝为掺杂原料,采用超声波辅助沉淀法分别制备了单元和多元取代纳米氢氧化镍。用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、激光粒度仪（PSD）及电子显微镜（TEM、SEM）对样品晶相结构、形貌、粒度分布等进行了表征,研究了单元或多元取代对产物晶相及其结构稳定性的影响。结果表明,样品均为纳米级Ni（OH）₂,随着掺杂元素种类的增多,其一次粒子变得细小,团聚加重,二次粒子粒径增大。样品中α-Ni（OH）₂比例随取代元素增多而增大。相对于Co单元和Co/Cu双元取代,Co/Cu/Al三元取代的样品其晶相结构更稳定,在碱液中浸泡3周后仍为纯α-Ni（OH）₂。在相同掺杂比例下,Cu取代比Co取代更有利于α-Ni（OH）₂的生成,但Co取代的样品结构稳定性优于Cu取代的样品。     

复合软模板法可控制备红毛丹状AlOOH/Al2O3纳米材料

以Al(NO₃)₃为铝源,尿素为均相沉淀剂, 在聚乙二醇400(PEG4000)-DL-天冬氨酸形成的复合软模板体系中, 通过简单的常压回流方式成功合成出形貌和尺寸较为均一的红毛丹状γ-AlOOH纳米结构, 继而考察了反应物和添加剂用量对前驱体形貌和尺寸的影响, 并对γ-AlOOH纳米结构可能的形成机理进行了探讨. 实验结果表明, 所合成的红毛丹状γ-AlOOH具有球中球的核壳结构, 统计得内球直径约为400 nm, 外壳外径约为600 nm, 密集状态的壳层厚度约为15 nm, 毛刺状凸出物长度可达60 nm以上. 前驱体样品经600℃煅烧5 h后即转变为具有良好形貌继承性的γ-Al₂O₃, Brunauer-Emmett-Teller (BET) N₂-吸附实验表明其比表面积高达299.97 m²·g^-1.     

反相微乳液法制备纳米Al2O3颗粒及其形成反应机理的研究

通过聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)/正丁醇/环己烷/水溶液形成的体系, 采用反相微乳液法合成了Al₂O₃纳米粒子. 对前驱体进行热分析(TG-DTG-DTA), 确定了合适的煅烧温度为1150 ℃. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见分光光度法(UV-vis)分别对产物的结构、粒度和形貌进行了表征, 考察了微乳液中水与表面活性剂的物质的量之比(ω_o)、煅烧温度和煅烧时升温速率等关键因素对产物形貌和晶相的影响, 并通过分析进一步揭示了Al₂O₃纳米粒子的形成机理. 结果表明, 控制ω_o为10、煅烧温度为1150 ℃可得到分散性好、粒径分布均匀的Al₂O₃纳米粒子, 且2 ℃/min的升温速率更有利于产物向稳定的α晶相转变.     

花状TiO2分级结构的可控合成与其光催化性能

采用水热法可控合成了花状TiO₂分级结构材料,运用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、N₂物理吸附-脱附等手段,对其进行了表征,系统研究了NaOH用量、H₂O₂浓度、HNO₃浓度、反应温度及时间等因素对所得样品形貌的影响,并评价了它们的光催化性能.结果表明,花状TiO₂分级结构为锐钛矿相,颗粒大小均一;随制备条件的变化,构成花状TiO₂分级结构的基元结构分别为纳米线、纳米片,纳米线直径约25nm,纳米片厚度不足10nm;该样品具有较高的比表面积,表现出良好的单次光催化活性与重复使用性能.     

聚乙烯吡咯烷酮碱性水溶液中金纳米花的简易合成

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)兼作保护剂和还原剂在碱性水溶液中直接还原HAuCl₄制备出了60-80 nm的三维(3D)金纳米花. 产物的透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)图像显示, 金纳米花表面布满10-15 nm左右的纳米触角, X射线衍射(XRD)表征揭示产物为金的面心立方晶体, 选区电子衍射(SAED)花样说明金纳米花为多晶结构. 金纳米花的生长经历了三个关键步骤, 即初级纳米晶聚集成多脚状纳米粒子, 随后在合适的PVP/HAuCl₄浓度比及NaOH浓度下, 多脚状纳米粒子进一步聚集形成疏松的花状粒子, 最终经过Ostwald熟化形成致密的花状产物. 一定HAuCl₄浓度下PVP/HAuCl₄浓度比和NaOH浓度对产物的形貌影响显著, 因此通过同时调控合适的PVP/HAuCl₄浓度比和NaOH浓度, 就能得到适应各种应用需求的尺度可控和纳米触角形貌可控的金纳米花.     

Au/ZrO2催化CO氧化反应中ZrO2纳米粒子的尺寸效应

从同一ZrO(OH)₂出发制备了三种不同尺寸的ZrO₂纳米颗粒(ZrO₂-CP: 40～200 nm, ZrO₂-AN: 18～25 nm, ZrO₂-AD: 10～15 nm), 采用沉积-沉淀方法制备了相应的Au/ZrO₂催化剂. 用XRD, XRF, TEM和低温N₂吸附对ZrO₂和Au/ZrO₂进行了表征. XRD和TEM分析表明Au/ZrO₂样品中Au粒子的平均尺寸为4～5 nm, 而ZrO₂的晶相和颗粒大小没有因为“负载”Au粒子而发生变化. CO催化氧化反应的结果表明, Au/ZrO₂催化活性随着ZrO₂纳米粒子尺寸的减小活性明显增加. TEM/HRTEM结果表明, Au/ZrO₂催化剂中Au粒子与ZrO₂颗粒接触界面随ZrO₂颗粒尺寸的减小而明显增加, 这很可能是含有更小尺寸ZrO₂纳米粒子的Au/ZrO₂催化剂具有更高催化活性的重要原因.     

软模板法六边形纳米Pd粒子的超声制备与表征

在微量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)存在下,超声还原PdCl₂水溶液,没有气氛保护且不加还原剂制得了纳米Pd粒子,用XRD、TEM、选区电子衍射(SAED)、UV、HRTEM和低温氮吸附-脱附等进行了表征。结果表明,纳米Pd晶粒的粒径分布集中,约为8 nm,呈六边形,(111)晶面的晶面间距为0.22 nm,晶格条纹清晰均匀。研究了纳米粒子的生长过程,揭示了NR₄X-Pd²⁺配合物的生成,分析了可能的超声反应机理。利用CTAB模板控制得到的纳米粒子比未添加CTAB样品的比表面积增大了10 m²·g^-1,有利于催化性能的提高。     

纳米硫化锌的生物还原-化学沉淀耦合制备及其性能表征

生物还原-化学沉淀耦合反应法制备了纳米硫化锌,采用XRD、SEM、TEM、EDS、PL、FTIR等测试手段对产物进行了结构形貌性能表征。结果表明,在加入与Zn²⁺等物质的量浓度的EDTA后,Zn²⁺对硫酸盐还原菌(SRB)的毒性消除,SRB的较快生长和SO₄^2-的高效还原得以实现,EDTA修饰的生物转化-化学沉淀耦合系统可制备出高纯的纳米硫化锌晶体。制备的纳米ZnS实心微球体形状规则、分散均匀、大小一致,一次粒子直径10～15 nm,二次粒子直径400 nm左右。光致荧光光谱和红外光谱分析显示,ZnS纳米粒子在396 nm处出现荧光发射峰,在465 nm处出现缺陷发光峰,而且具有良好的红外透过性。分散剂聚丙烯酰胺(polyacrylamide)的加入导致产物ZnS的形貌和粒度改变,二次粒子的平均直径减至100 nm以下,其荧光发射峰强度增强,红外透过性提高。     

CaCO3纳米微粒的层状液晶模板法制备及其生长过程中的形貌演变

在Triton X-100/n-C₁₀H₂₁OH/H₂O体系中，低角X射线衍射测试表明层状液晶的溶剂层厚度小于3 nm。利用层状液晶为模板制备了CaCO₃纳米微粒，并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和选区电子衍射(SAED)进行了表征。TEM结果表明所得CaCO₃纳米粒子的形貌为球形，粒径在2～8 nm，分布较窄。XRD表明CaCO₃纳米微粒的物相为方解石型和球霰石型混合结构。在制备过程中，Ca(OH)₂的加入和CaCO₃纳米微粒的析出并未破坏层状液晶的对称性和长程有序性。此外，在Triton X-100/CH₃CH₂OH体系中，研究了CaCO₃纳米微粒的生长行为，发现小的纳米微粒先通过导向聚集生长成小的梭状物，然后小的梭状物继续生长，最后发生Ostwald陈化形成较为均一的两头尖的带状纳米结构，其宽度在50～200 nm，长度约为2 μm。     

同轴静电纺丝技术制备Y2O3:Eu3＋@SiO2豆角状纳米电缆与表征

采用同轴静电纺丝技术, 以氧化钇、氧化铕、正硅酸乙酯(C₈H₂₀O₄Si)、无水乙醇、PVP和DMF为原料, 成功制备出大量的Y₂O₃:Eu^3＋@SiO₂豆角状纳米电缆. 用TG-DTA, XRD, SEM, TEM和荧光光谱等分析技术对样品进行了系统地表征． 结果表明, 得到的产物为Y₂O₃:Eu^3＋@SiO₂豆角状纳米电缆, 以无定型SiO₂为壳层, 晶态Y₂O₃:Eu^3＋球为芯, 电缆直径约为200 nm, 内部球平均直径约150 nm, 壳层厚度约为25 nm, 电缆长度＞300 μm. 纳米电缆内部为球状结构, 沿着纤维长度方向有序排列, 形貌均一. Y₂O₃:Eu^3＋@SiO₂豆角状纳米电缆在246 nm紫外光激发下, 发射出Eu^3＋离子特征的波长为614 nm的明亮红光. 对其形成机理进行了初步讨论.     

混合表面活性剂体系聚苯乙烯/Fe3O4复合纳米粒子的制备

在TritonX-100/十二烷基苯磺酸钠混合表面活性剂体系中，制得核-壳型结构的聚苯乙烯/Fe₃O₄复合纳米粒子。通过X-射线衍射、傅立叶红外光谱测定表明，复合纳米粒子结构组成以Fe₃O₄为核_，聚苯乙烯为壳，证明聚苯乙烯在Fe₃O₄纳米粒子上的包覆是成功的。电子显微镜观察结果表明：Fe₃O₄纳米粒子的粒径约10 nm，聚苯乙烯/Fe₃O₄复合纳米粒子的粒径为25-35 nm。     

BiFeO3空间选择性光化学还原Ag及光催化活性

采用溶胶-凝胶法和光还原沉积法制备出Ag改性的纳米BiFeO₃粒子,对复合材料进行了FESEM、XRD、XPS、FTIR、UV-Vis/DRS等分析和表征。考察了波长365nm以上的光照下,铁磁性材料的空间选择性光化学反应对复合材料的结构、形貌以及光谱性质的影响。以罗丹明B为模拟污染物,考察了纳米Ag-BiFeO₃粒子的可见光光催化活性以及稳定性。结果表明：通过光化学沉积,不仅增强了BiFeO₃在200~800nm光照下的响应,而且抑制了光腐蚀现象,提高了BiFeO₃的稳定性。在波长大于400nm的光照射12h后单纯纳米BiFeO₃粒子对罗丹明B脱色率约为74%,而Ag-BiFeO₃复合材料6h后约为90%,并且重复使用3次后光催化效果基本不变。     

不同形貌Fe3O4纳米粒子的氧化沉淀法制备与表征

用一种方法成功合成出了球体、四方体、八面体、不规则多面体、三角形和不规则颗粒等六种具有不同形貌的Fe₃O₄纳米粒子，通过扫描电子显微镜(SEM)表征了粒子形貌。试样经过X-射线衍射(XRD)表征具有尖晶石结构，且结晶良好。经震动样品磁强计(VSM)测定，各种形貌的Fe₃O₄纳米粒子都具有良好的磁性，其中八面体形貌的Fe₃O₄纳米粒子的饱和磁化强度达到86.56 emu·g^-1，剩磁为10.64 emu·g^-1，矫顽力为138 Oe。讨论了不同形貌的Fe₃O₄纳米粒子的形成机制，得出了晶核的生长环境对纳米粒子的形貌有重要影响的结论。     

一步水热合成铜纳米颗粒负载二氧化钛复合纳米管及其可见光催化活性

采用一步水热法合成了Cu纳米粒子负载二氧化钛纳米管材料. 利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)等对材料的相组成、形貌以及形成过程进行了研究. 制得的Cu-TiO₂复合纳米材料长度约为100 nm, 直径10-15 nm, 其上负载的Cu纳米粒子尺寸约为5 nm. BET比表面积测试表明实验制备的Cu-TiO₂复合纳米管的比表面积为154.67 m²·g^-1. 通过调节水热反应时间和钛前驱体种类, 研究了该复合纳米管材料的形成机制. 结果表明: 非晶态的钛源对于成功一步合成Cu-TiO₂复合纳米管至关重要. 同时, 实验中观察到铜纳米粒子的尺寸随水热反应时间延长而减小(反奥氏陈化过程), 这一现象有助于纳米粒子的可控合成.紫外-可见吸收光谱表明该复合纳米管在350-800 nm范围内有较强的吸收, 并在550-600 nm范围观察到Cu的表面等离子激元吸收带. Cu-TiO₂界面处形成的肖特基势垒有助于加快光生载流子的输运, 提高光生电子-空穴对的分离效率. 光催化实验表明Cu-TiO₂复合纳米管在可见光下具有较高的催化活性.