不同结构Cu_2O多晶的合成及其对高氯酸铵热分解的催化作用

利用均相反应器,在没有添加剂的条件下合成了具有多孔结构的Cu2O微球.考察了合成时间以及反应器旋转速度对Cu2O微球结构的影响.通过增加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的用量,使得Cu2O从多孔微球转变为立方体孪晶,最终形成十四面体孪晶结构.同时,将不同结构的Cu2O多晶应用于催化高氯酸铵(AP)的热分解,结果表明:多孔Cu2O微球较其它结构的Cu2O对AP的热分解具有更高的催化活性,使得AP的低温分解温度降低了37.4°C,而AP在低温阶段的分解量也由8.7%增加至49.0%.     

纳米Cu(OH)2分解温度对CuO粒度的影响

以CuSO4.5H2O和NaOH为原料,采用沉淀法制备得到Cu(OH)2纤维,再进行Cu(OH)2的分解反应.考察了在不同实验条件下温度对Cu(OH)2热分解过程的影响.结果表明:在反应温度20℃,反应终点pH值为12,搅拌速度为1 200 r.min-1,NaOH溶液的滴加速度为50 mL.min-1的反应条件下,得到的样品为纳米Cu(OH)2纤维,其直径为10~30 nm、长度为1~6μm;在固相纳米Cu(OH)2热分解制备CuO过程中CuO粒径随温度的升高而增大,在温度不超过200℃时CuO的粒径约为20 nm左右;在液相中先沉淀后升温时,产物的形貌为球形,CuO粒径随温度的升高而增大,低于80℃可得到纳米级的CuO.     

以SDS-PVP项链状软团簇为模板简易一锅法合成Cu2O中空亚微球

在SDS-PVP水溶液中采用N2H4•H2O还原CuSO4, 在pH (10±0.5), (40±1.0) ℃条件下反应55 min得到橙色Cu2O溶胶, 离心分离产物经XRD鉴定为Cu2O立方晶系晶体; SEM和TEM表明该法获得的晶体为形状规整、粒径分布窄的Cu2O中空亚微球, 并证实系由大量10 nm量级的原级Cu2O纳米晶粒组装而成. 根据实验事实推断, SDS-PVP项链状软团簇提供了“双重软模板”功能, 借助独特的“模板诱导两级组装”作用一锅法合成了Cu2O中空亚微球. Cu2O中空亚微球生长的可能途径为: 首先, 项链状软团簇中的SDS束缚胶束作为第一重软模板, 诱导一级组装10 nm量级的原级Cu2O纳米晶粒; 然后, 软团簇中立体桥联SDS束缚胶束的PVP链节作为第二重软模板, 诱导一定空间范围内的原级Cu2O纳米晶粒长大并进一步聚集/二级组装, 经一锅法合成得到次级Cu2O中空亚微球. 实验结果证明该一锅法温和、简便、快捷, Cu2O中空亚微球的粒径分布窄.     

以SDS-PVP项链状软团簇为模板简易一锅法合成Cu2O中空亚微球

在SDS-PVP水溶液中采用N2H4•H2O还原CuSO4, 在pH (10±0.5), (40±1.0) ℃条件下反应55 min得到橙色Cu2O溶胶, 离心分离产物经XRD鉴定为Cu2O立方晶系晶体; SEM和TEM表明该法获得的晶体为形状规整、粒径分布窄的Cu2O中空亚微球, 并证实系由大量10 nm量级的原级Cu2O纳米晶粒组装而成. 根据实验事实推断, SDS-PVP项链状软团簇提供了“双重软模板”功能, 借助独特的“模板诱导两级组装”作用一锅法合成了Cu2O中空亚微球. Cu2O中空亚微球生长的可能途径为: 首先, 项链状软团簇中的SDS束缚胶束作为第一重软模板, 诱导一级组装10 nm量级的原级Cu2O纳米晶粒; 然后, 软团簇中立体桥联SDS束缚胶束的PVP链节作为第二重软模板, 诱导一定空间范围内的原级Cu2O纳米晶粒长大并进一步聚集/二级组装, 经一锅法合成得到次级Cu2O中空亚微球. 实验结果证明该一锅法温和、简便、快捷, Cu2O中空亚微球的粒径分布窄.     

微观尺度高分子协同组装ZnO纳米片

以醇水混合体系作为反应介质,六水合硝酸锌和尿素为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为模板剂,经水热过程合成了由纳米片组装的花状微球碱式碳酸锌前驱体,经热处理得到相应的氧化锌(ZnO)产物。采用X射线衍射(XRD)和环境扫描电镜(SEM)对样品进行了表征,结果表明产物为六方纤维矿结构的ZnO,单分散花状微球直径约为2 μm,尺寸均一,组装成微球的纳米片构筑单元厚度为20 nm。红外分析表明PVP与Zn²⁺之间的化学配位作用发生在侧环的内酰基C=O键上的O位与Zn²⁺之间,研究表明PVP用量影响组装过程,在相同实验条件下,用聚乙二醇(PEG)代替PVP的模板作用,得到了粒径较大的纳米片组装的微球(φ～15 μm),在此基础上探讨了高分子结构对晶体生长和组装机制的影响。     

利用聚合诱导胶体凝聚法制备中孔钛胶的研究

以钛酸丁酯为原料,利用聚合诱导胶体凝聚法(polymerization-induced colloid aggregation, PICA)合成了可供高效液相色谱(HPLC)使用的窄孔径和粒径分布的微米级中孔钛球.探索了以钛酸丁酯为原料制备胶体的方法和条件,考察了温度、溶液pH值、尿素和甲醛浓度对树脂微球成球的影响.同时对树脂微球的煅烧条件进行了考察.最终制备出适用于HPLC的平均粒径为3.5μm,平均孔径为18.9 nm,比表面积为9.6m2/g的二氧化钛填料.     

分散聚合法制备PVP微球的研究

以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为初始单体,乙酸乙酯为分散介质,采用分散聚合法制备了分散性能良好、粒径为3～4μm的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)微球.考察了单体、分散剂及引发剂浓度对PVP微球的粒径、单体转化率及分子量的影响,并对PVP的结构和性能进行研究.结果表明,单体浓度增加,PVP微球粒径和分子量增大,单体转化率升高;分散剂浓度增加,PVP微球粒径变小,分子量增大,单体转化率升高;引发剂浓度增加,PVP微球粒径变大,分子量减小,单体转化率升高.与溶液聚合法相比,分散聚合法制备的PVP分子量较小且具有一定的结晶性.     

醋酸钾溶液体系中α-Fe_2O_3纳米微球的离子液体辅助合成及气敏性能研究

以Fe Cl3·6H2O和CH3COOK为反应物,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([Bmim]Cl)为结构导向剂和表面活性剂,采用水热合成法在150℃反应8 h制备出结晶度好、形貌规整,直径为10~30 nm的α-Fe2O3纳米微球.考察了[Bmim]Cl的添加量对氧化铁形貌和气敏性能的影响.气敏性能测试结果表明:当离子液体添加量为12 mmol时,α-Fe2O3纳米微球对乙醇的气敏性能最佳.在工作温度为300℃时,对50μL/L乙醇的灵敏度达到7.56,是不添加离子液体时制备的α-Fe2O3的5.6倍,在10~200μL/L的检测范围内灵敏度与浓度具有良好的线性关系(R=98.8%),并且具有良好的选择性和稳定性.本文还详细探讨了α-Fe2O3纳米微球对乙醇的敏感机理,以及工作温度对其气敏性能的影响.     

三维分级结构氢氧化钴的合成

以硝酸钴为钴源,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助,通过水热法合成了具有三维分级结构的β-Co(OH)2微球.采用粉末X射线衍射(XRD)、能谱元素分析(EDS)和扫描电镜(SEM)对产物进行表征.实验结果表明,产物β-Co(OH)2为由直径1～2μm和厚度约500nm的纳米板组装而成的微球.考察了CTAB的浓度、pH值和温度对产物形貌的影响.结果表明,CTAB的浓度和pH值对最终产物的形貌具有重要影响,而当水热温度在140～180℃区间内,反应温度对产物的形貌无影响.通过监控不同反应时间所获产物的形貌,初步探讨了三维结构的β-Co(OH)2的生长机制.     

纳米Cu2O的制备及其对高氯酸铵热分解的催化性能

 以Cu(NO3)2和NaOH为原料,以水合肼为还原剂,通过沉淀法在室温下制备了纳米Cu2O. 采用X射线衍射、透射电镜和X射线光电子能谱等手段对产物进行了表征,并用热分析法考察了不同形貌的纳米Cu2O对高氯酸铵热分解的催化作用. 结果表明,通过改变NaOH溶液的加入量可分别得到长针形和多边形的纳米Cu2O. 通过调节反应物浓度可以将纳米Cu2O粒径控制在19～68 nm. 不同形貌的纳米Cu2O均能强烈催化高氯酸铵的热分解,其中分散性良好的多边形纳米Cu2O的催化活性较高,添加2%的多边形纳米Cu2O可使高氯酸铵的高温分解温度降低103 ℃,分解放热量由590 J/g增至1350 J/g.     

Cu_7S_4纳米管的生物分子辅助水热合成与光学性质(英文)

使用生物分子DL-甲硫氨酸辅助水热方法合成Cu7S4纳米管,产物的形貌与晶型可通过改变实验参数进行调控.研究表明,硝酸铜和DL-甲硫氨酸在反应开始时的配位比为1∶2,而且当反应物的摩尔比为1∶2和反应温度为200℃时可合成直径为100-600nm、长度达40-100μm的多晶Cu7S4纳米管.使用D-或L-甲硫氨酸均能得到类似Cu7S4纳米管.Cu7S4纳米管的禁带宽度为2.88eV,与Cu7S4的块体材料相比有明显蓝移.基于实验研究结果,讨论了甲硫氨酸分子中的官能团与反应产物之间的联系并提出了Cu7S4纳米管的自牺牲模板法形成机理.     

Co/Cu多层纳米线阵列的制备与磁性能

利用双槽直流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板的纳米孔中获得调制波长为50 和200 nm 的Co/Cu多层纳米线, 多层纳米线的调制波长由电沉积时间控制. 运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征纳米线的形貌, Co/Cu多层纳米线的长度约20 μm, 直径约80 nm; 用X射线衍射(XRD)研究多层线的结构; 用振动样品磁强计(VSM)测试纳米线阵列的磁性能; 利用可变磁场结合高灵敏度恒流装置研究巨磁电阻(GMR)特性. 结果表明, Co/Cu多层纳米线具有磁各向异性. 当磁场与纳米线平行和垂直时, 调制波长为50 nm的多层线的矫顽力分别为87500 和34200 A·m-1, 而调制波长为200 nm的多层线阵列的矫顽力分别为28600 和8000 A·m-1. 调制波长为50 nm的多层纳米线的磁电阻变化率高达-%, 而调制波长为200 nm的多层线未产生明显的GMR效应.     

Controllable Synthesis and Study on Morphology of Copper Nanowires

High‐purity, large‐aspect‐ratio, and well‐dispersed copper nanowires (CuNWs) with an average diameter of 45 nm and length >100 μm were successfully synthesized by reducing a Cu(II) salt with glucose, with oleylamine (OM) and oleic acid (OA) serving as dual capping agents, through hydrothermal reduction. A systematic study of the effects of the copper salt, capping agents, reductant, and temperature on the morphology of CuNWs has been conducted. Our results indicate that CuNWs with different diameters can be obtained using different copper salts. The diameter of the as‐prepared CuNWs decreases with increasing amounts of OM/OA and glucose but increases with the increasing temperature of the reaction. By adjusting the experimental parameters, we could achieve controlled synthesis of CuNWs and obtain high‐quality CuNWs with different diameters of 45, 76, 85, 90, 100, 112, 135, and 175 nm.     

Mesoscale assembly of NiO nanosheets into spheres

NiO solid/hollow spheres with diameters about 100 nm have been successfully synthesized through thermal decomposition of nickel acetate in ethylene glycol at 200 °C. These spheres are composed of nanosheets about 3-5 nm thick. Introducing poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) surfactant to reaction system can effectively control the products’ morphology. By adjusting the quantity of PVP, we accomplish surface areas-tunable NiO assembled spheres from ∼70 to ∼200 m² g⁻¹. Electrochemical tests show that NiO hollow spheres deliver a large discharge capacity of 823 mA h g⁻¹. Furthermore, these hollow spheres also display a slow capacity-fading rate. A series of contrastive experiments demonstrate that the surface area of NiO assembled spheres has a noticeable influence on their discharge capacity.     

铝粉粒度对高氯酸铵热分解动力学的影响

采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)联合技术研究了10.7 μm, 2.6 μm和40 nm铝粉对高氯酸铵(AP)热分解的影响. 结果表明, 铝粉的加入对AP的低温放热峰有抑制作用, 对高温放热分解反应有促进作用, 并且随铝含量的增加和铝粒径的减小这种作用更强烈. 采用多元非线性拟合技术对不同升温速率下TG-DSC实验数据进行拟合, 结果表明, 质量分数为40%的不同粒径铝粉的加入对AP的热分解三阶段(A→B→C→D)反应模型无影响, 但反应机理函数发生了改变. 纯AP, AP/Al(10.7 μm), AP/Al(2.6 μm)及AP/Al(40 nm)的反应机理函数组合分别为C1/D1/D1, C1/D1/D3, C1/D1/D4和C1/D1/F2.     

水热法合成Bi2S3纳米管及其生长机理

以硝酸铋[Bi(NO)3]和硫化钠(Na2S)为反应原料, 采用水热法在120 ℃下反应12 h, 制备出Bi2S3纳米管. 利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和高分辨透射电镜(HRTEM)对其结构和形貌进行了表征. 结果表明, 所制备的产物是结晶良好的正交相Bi2S3纳米管, 其外径为100~500 nm, 内径为50~200 nm, 长为1~5 μm. 根据实验结果讨论了Bi2S3纳米管的生长机理. 初步研究了反应温度和矿化剂种类对产物形貌和结构的影响.     

磁电CoFe2O4/BaTiO3纳米管的溶胶-凝胶模板法合成和表征

用溶胶-凝胶模板法合成了CoFe2O4/BaTiO3(CFO/BTO)复合纳米管, 管的直径约为100、200和300 nm, 其长度约为100 μm. X射线衍射(XRD)和选区电子衍射(SAED)都显示复合纳米管中同时存在尖晶石相的CoFe2O4 (CFO)和钙钛矿相的BaTiO3(BTO), 进一步的透射电子显微镜(TEM)研究证实合成的纳米复合物具有明显的管状结构. 磁、电研究表明, 该复合纳米管的磁性与纯CFO纳米管的磁性相当; 而铁电性与纯BTO纳米管的铁电性相当.     

水热法制备核壳结构的纳米Ag-Fe2O3复合氧化物

在PVP(聚乙烯吡咯烷酮)辅助下用水热法制备Ag Fe2O3核壳结构的纳米复合粒子,利用XRD、TEM、磁性测量系统对产品进行了表征,研究了水热温度、时间及表面活性剂等因素对产品形貌的影响.结果表明:在水热温度为120℃时,粒子直径约为60 nm,温度升高和反应时间增加都使粒子直径增大;产品在120℃和180℃时,剩磁量分别为0.0022和0.0034 emu/g,矫顽力分别为245.16和313.98 Oe.