铂纳米粒子的制备及其功能化研究

Pt纳米粒子作为典型的贵金属催化剂,具有高效的催化性和选择性。但一般Pt纳米粒子容易产生聚集沉淀,从而限制了其进一步的应用。本文通过制备嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚-4-乙烯基吡啶(PEG-b-P4VP)胶束为模板,通过氯铂酸与吡啶基团的络合作用,氯铂酸将负载到胶束的核上,然后利用硼氢化钠(Na BH4)还原得到胶束负载的Pt纳米粒子。通过动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线能谱仪(EDS)等对胶束进行了表征。结果表明,Pt纳米粒子成功负载到胶束上。在此基础之上,加入5,10,15,20-四-(4-对磺酸基苯基)-锌卟啉(Zn TPPS),制备出同时负载Pt纳米粒子和Zn TPPS的PEG-b-P4VP/Pt/Zn TPPS复合胶束,对其进行了光谱表征和光学稳定性的测试。该复合胶束在光照产氢等领域有着重要的应用。     

Au@P4VP纳米复合粒子的制备与性能

本文首先采用RAFT聚合法合成了端基为双硫酯的聚-4-乙烯基吡啶(P4VP),进一步使用NaBH4还原得到端基为巯基的P4VP,最后通过原位还原法在HAuCl4水溶液中合成了Au@P4VP纳米复合粒子(Au@P4VP NPs).通过UV-vis、FT-IR、XRD、SEM、DLS及TEM等手段表征其结构,证明成功合成了金纳米复合粒子.研究表明:金纳米复合粒子的粒径和形貌与P4VP的浓度及溶液的pH值有关.当P4VP和HAuCl4的物质的量之比为2时,得到的金纳米粒子的形貌和粒径最好;在P4VP的物质的量很小时,得到了三角形和不规则形状的金纳米粒子.当金纳米复合粒子溶液的pH3.2时,得到的纳米粒子具有很好的分散性且粒径较小;若溶液的pH3.2,得到的纳米粒子粒径较大,且发生一定程度的团聚.     

银纳米粒子的制备及对4-硝基苯胺的催化还原作用

采用氢气还原法制备了粒径为40~60 nm的银纳米粒子,通过紫外可见吸收光谱现场跟踪了其对硼氢化钠还原4-硝基苯胺反应的催化作用,并利用表面增强拉曼散射技术研究了反应体系中各物质与催化剂表面的作用方式.结果表明:4-硝基苯胺通过硝基与银纳米粒子的直接接触,并以银纳米粒子为中转站实现了电子的传递,在室温下极大地加速了对4-硝基苯胺的还原反应;催化剂用量和还原剂用量的增加可明显加快催化还原反应的速度.     

磁性核壳型纳米负载催化剂的制备及在重要有机反应中的应用进展

负载型催化剂可以解决均相催化剂存在的难分离、不易回收等缺点,磁性纳米粒子在催化化学反应的过程中,可以均匀地分散在反应体系中,与反应物充分接触,而提高反应速率,表现出优良的催化性能.综述了近年来磁性核壳型纳米负载催化剂的制备及应用,即γ-Fe_2O_3或Fe_3O_4为磁核和以尖晶石铁氧体(MFe_2O_4)为磁核的磁性核壳型纳米负载催化剂在C—C偶联反应、氧化反应、氢化反应等几类重要有机反应中的应用,进而对其研究前景进行了展望.     

氧化石墨烯负载四(4-羟基苯基)铁卟啉催化氧化乙苯

为了探究氧化石墨烯负载四(4-羟基苯基)铁卟啉的催化性能,通过π-π非共价键和氢键作用将四(4-羟基苯基)铁卟啉(Fe THPP)负载到氧化石墨烯(GO)上。用UV-Vis、FT-IR、XPS、BET、TG、SEM等技术对该催化材料进行表征。在160℃和0.8 MPa较佳反应条件下,用负载有0.50 mg Fe THPP的Fe THPP/GO催化氧气氧化乙苯。催化结果表明:本负载催化材料在催化中可以连续使用5次,平均乙苯转化率和醇酮产率分别为28.4%和19.9%,催化活性和重复使用性均优于未负载的Fe THPP。这说明氧化石墨烯能促进Fe THPP催化性能,保护Fe THPP免遭结构破坏并较好地保持其催化活性。     

以PS-P2VP嵌段共聚物为模板获得金-氧化铁复合纳米粒子有序排列

采用具有两亲性的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚二乙烯基吡啶嵌段物(PS-P2VP),与无机前躯体FeCl3和HAuCl4.xH2O在选择性溶剂甲苯中自组装,得到以P2VP/FeCl3/HAuCl4为核、PS为壳的球形胶束;硅片上的胶束经磞氢化钠水溶液还原后用紫外灯降解除去PS-P2VP后得到复合粒子。经场发射扫描电镜、扫描探针显微镜、X射线光电子能谱分析仪等表征及检测,结果表明:在2.2 keV和6.4 keV处分别检测出金和铁元素的信号峰,得到有序排列的金-氧化铁复合纳米粒子。     

ATRP法制备纳米铜/PMMA-b-PSt复合粒子及其表征

在超声辐射作用下,以α-溴代丙酸乙酯为引发剂,溴化亚铜/2,2-联吡啶为催化体系,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了预聚物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-Br).以此预聚物为大分子引发剂,苯乙烯为共聚单体进行ATRP反应,合成了PMMA-b-Pst嵌段共聚物.通过硼氢化钠还原聚合物体系中的溴化亚铜,制备得到纳米铜/PMMA-b-PSt复合粒子.采用红外吸收光谱(IR)、核磁共振(1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行表征,并用热分析法对样品的热性能进行了研究.实验结果表明成功合成了以PMMA-b-PSt为壳,以纳米铜为核的复合粒子,并发现这种复合粒子可以形成以PMMA-b-PSt为连续相以纳米铜为分做相的圆环状组装图案,热分析结果表明纳米铜粒子的存在降低了嵌段共聚物的分解温度.     

激光刻蚀金、铜纳米粒子岛膜的表面增强拉曼散射特性研究

采用激光刻蚀法在水溶液中分别制备了金纳米粒子和铜纳米粒子.通过电镜、原子力显微镜和紫外—可见吸收光谱对它们的结构和光学性质进行了表征.将所得纳米粒子沉积在铝片的表面,获得了具有良好拉曼增强效果的金属岛膜.利用表面增强拉曼散射对4-巯基吡啶在金、铜岛膜上的吸附特性进行了对比研究,推测出4-巯基吡啶在金岛膜上采用垂直于表面的吸附取向,在铜岛膜上具有倾斜于表面的吸附取向.     

双核铜配合物形成的金属胶束模拟过氧化物酶催化过氧化氢氧化苯酚的研究

合成和表征了一种双核铜配合物Cu2(oxheel).该配合物和胶束形成的金属胶束被作为人工过氧化物酶用于催化过氧化氢氧化苯酚的反应.研究了双核铜配合物金属胶束催化苯酚氧化反应的机理,并建立了金属胶束催化苯酚氧化的动力学数学模型;讨论了过氧化氢/催化剂摩尔比、体系温度和体系酸度对催化反应速率的影响.     

金属胶束催化Ⅶ:双核配合物金属胶束催化PNPP水解反应动力学

研究了由双核铜配合物和表面活性剂组成的金属胶束催化PNPP水解的动力学和机理.提出了含两个水分子的双核铜配合物催化PNPP水解的动力学数学模型.结果表明金属胶束催化PNPP水解是分子内反应;两个铜离子在催化PNPP水解过程中具有协同效应;由草酰胺桥联双核铜配合物与表面活性剂组成的金属胶束在催化PNPP水解中表现出高的活性.     

软模板法合成纳米Cu2O及其光催化研究

采用不同分子量的聚乙二醇（PEG）形成不同大小的胶束为模板,在室温下碱性沉淀制备出多孔性的氧化亚铜纳米粒子。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对合成产物的晶体结构和微观形貌进行表征,以甲基橙和刚果红的光催化降解为模型,评价了不同分子量聚乙二醇所制备氧化亚铜的光催化性能。结果表明,添加分子量35000的Cu2O对30 mg/L甲基橙催化降解效果最好,40 min达91.49%;添加分子量为200的Cu2O降解30 mg/L的刚果红30 min暗反应后,吸附降解率达95.11%;添加分子量35000的Cu2O循环使用4次降解率保持在94%以上。     

磁热响应复合载药胶束的热化疗协同效应

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)为单体,通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT),制备了一种临界相转变温度(LCST)为42.5℃的温敏性两亲性嵌段共聚物PLA29-b-P(NIPAM29-co-DMAM13)。通过高温前驱体分解法制备了单分散超顺磁性纳米粒子Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4;并采用自组装得到了载有药物(喜树碱,CPT)和磁性纳米粒子的磁热温敏复合载药胶束。通过透射电子显微镜、紫外光分光光度计以及MTT等对该胶束的形态、药物控释能力和细胞毒性进行了研究。结果表明,该胶束具有良好的生物学和药物控释性能。同时,通过激光共聚焦显微镜与流式细胞仪研究了磁热温敏复合载药胶束在不同条件下对特定肿瘤细胞的生长抑制作用。结果表明,磁热疗和化疗的高效协同效应可促进肿瘤细胞对药物的吞噬,增强药物对肿瘤细胞的毒性。对该载药胶束的磁热化疗协同增效机制也进行了初步探究。     

Cu纳米粒子的光化学制备及其可逆生长-溶解现象简

采用光化学方法在五水硫酸铜（CuSO4·5 H2 O）的乙二醇溶液中制备了Cu纳米粒子,通过反应过程中的紫外可见光谱（UV-Vis）探讨了反应历程。采用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了产物的形貌、物相、晶体结构和化学组成,并研究了光化学法制备Cu纳米粒子的反应参数。研究结果证明了反应仅在隔绝空气,紫外光引发的条件下才能发生,发现了生成的Cu纳米粒子敞口静置时会被溶解在胶体中的氧气逐渐氧化,再次在隔绝空气的条件下用紫外光照射后,又会重新生成Cu纳米粒子的现象,并讨论了出现这一现象的原因。而加入三乙醇胺后,同样在隔绝空气,紫外复色光照射的情况下,Cu纳米粒子会优先生长在表面上,采用这种方法,在氧化铟锡（ITO）导电玻璃上制备得到了Cu纳米粒子。     

氢氧根辅助氧化亚铜的形貌控制合成及其性质研究

采用简单的室温液相还原法,通过调节OH-的浓度,成功合成了Cu2O纳米颗粒和微米立方块.利用XRD、FT-IR、SEM等手段对产物进行了表征.研究了OH-浓度对Cu2O{100}面生长情况的影响,并探讨了两种形貌Cu2O的形成机理.利用固体紫外可见光谱测得不同形貌Cu2O的带隙能,微米立方块状Cu2O的带隙能小于纳米小颗粒的带隙能.研究了两种不同形貌的Cu2O的光催化降解甲基橙的性能,Cu2O微米立方块和Cu2O纳米颗粒对甲基橙的降解率分别为98.1%和71.4%,前者的光催化效果明显高于后者.光致发光光谱分析表明,Cu2O微米立方块的光致发光光谱强度较低,具有低的电子-空穴对复合率和高的电子-空穴对分离度.此外,还对Cu2O的抑菌性能进行了初步研究.     

负载纳米银的聚氨酯胶束的抗菌性及细胞毒性的研究

本文研究了三类聚乙二醇接枝位置不同且表面负载纳米银的聚氨酯胶束的抗菌性能及生物相容性。通过DLS表征了聚氨酯在负载纳米银后的粒径和电位变化,紫外分光光度法检测聚氨酯负载的纳米银的含量。MIC表征了三类聚合物的抗菌性能,细胞活性实验和溶血实验表征了其复合材料的生物相容性。复合材料的内核PCL在脂肪酶作用下降解释放小尺寸纳米银从而提高抗菌性。实验数据表明负载纳米银的PEG-g-PU胶束的抗菌性能和生物相容性都优于其他两种结构的胶束(PEG-c-PU、PEG-b-PU)。并针对负载纳米银的PEG-g-PU胶束研究其对成熟生物膜的影响。     

Solid-phase synthesis of Cu<Subscript>2</Subscript>MoS<Subscript>4</Subscript> nanoparticles for degradation of methyl blue under a halogen-tungsten lamp

The Cu₂MoS₄ nanoparticles were prepared using a relatively simple and convenient solid-phase process, which was applied for the first time. The crystalline structure, morphology, and optical properties of Cu₂MoS₄ nanoparticles were characterized using X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, field emission scanning electron microscopy, and UV-vis spectrophotometry. Cu₂MoS₄ nanoparticles having a band gap of 1.66 eV exhibits good photocatalytic activity in the degradation of methylene blue, which indicates that this simple process may be critical to facilitate the cheap production of photocatalysts.     

Synthesis and characterization of Fe<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>4</Subscript>@SiO<Subscript>2</Subscript> magnetic composite nanoparticles by a one-pot process

Fe₃O₄@SiO₂ core–shell composite nanoparticles were successfully prepared by a one-pot process. Tetraethyl-orthosilicate was used as a surfactant to synthesize Fe₃O₄@SiO₂ core–shell structures from prepared Fe₃O₄ nanoparticles. The properties of the Fe₃O₄ and Fe₃O₄@SiO₂ composite nanoparticles were studied by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. The prepared Fe₃O₄ particles were approximately 12 nm in size, and the thickness of the SiO₂ coating was approximately 4 nm. The magnetic properties were studied by vibrating sample magnetometry. The results show that the maximum saturation magnetization of the Fe₃O₄@SiO₂ powder (34.85 A·m2·kg–1) was markedly lower than that of the Fe₃O₄ powder (79.55 A·m2·kg–1), which demonstrates that Fe₃O₄ was successfully wrapped by SiO₂. The Fe₃O₄@SiO₂ composite nanoparticles have broad prospects in biomedical applications; thus, our next study will apply them in magnetic resonance imaging.     

反胶束体系中Fe_3O_4/SiO_2核壳结构纳米粒子的制备和表征

在反胶束体系中制备Fe3O4/SiO2核壳结构纳米粒子,并利用透射电子显微镜表征颗粒的结构和形貌.首先,在水体系中采用共沉淀法制备平均粒径为13 nm的Fe3O4纳米粒子,并用有机小分子柠檬酸对其进行表面修饰,加入氨水后形成稳定的Fe3O4胶体溶液.然后,将此胶体溶液作为水相滴加到Triton X-100/环己烷/正丁醇的表面活性剂/油相/助表面活性剂溶液体系中,搅拌后形成稳定的油包水反胶束体系.在反胶束内以氨水为催化剂,使正硅酸乙酯水解,从而获得SiO2包覆的Fe3O4核壳结构纳米粒子.实验结果表明,改变水和表面活性剂Triton X-100的浓度比ω,可以达到调控核壳结构纳米粒子形貌的目的.当ω=9时,可获得尺寸均匀、平均粒径约为100 nm的Fe3O4/SiO2核壳结构纳米粒子.     

油酸修饰铜纳米颗粒的摩擦学性能

在无水乙醇-十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液混合体系中使用液相还原法制备了油酸修饰铜纳米颗粒.使用透射电子显微镜(TEM)对其形貌进行了表征,结果表明:油酸修饰铜纳米颗粒的粒径大小约为20 nm.用FALEX-6型四球试验机考察了其作为润滑油添加剂在液体石蜡中的抗磨减摩性能,结果表明:当添加纳米颗粒的质量分数为0.2%时就能明显降低摩擦系数,当添加纳米颗粒的质量分数为0.4%时摩擦系数下降至最低值,但当进一步增加浓度至1.0%时,摩擦系数开始有较大的增加趋势.用扫描电子显微镜(SEM)对摩擦表面进行观察,结果表明:当添加纳米颗粒的质量分数为0.4%时磨斑直径(WSD)为最小值,抗磨效果最好.