以催化活性调控为导向的金属纳米结构可控合成

概述了具有面心立方结构的金属纳米晶体的可控合成方法,阐述了合成过程中的关键控制参数。以课题组近年来的进展为例,重点讨论了金属纳米晶体的晶面调控方法.例如,通过表面修饰剂的选择,可以有选择性地获得具体不同低指数表面晶面的纳米晶体;通过晶体生长位点的活化,在晶种介导生长过程中可以形成具有高指数晶面的纳米晶体.由于表面晶面的种类决定了纳米晶体的表面原子排列方式,其调控赋予了材料在分子吸附与活化过程中的可控性,从而使得材料具有独特的催化性能.     

活化碳纳米纤维的制备

以电纺纤维素纳米纤维为原料,利用浸泡ZnCl2水溶液的化学活化法制备直径约为500nm的活化碳纳米纤维.ZnCl2将纤维素纳米纤维的脱水分解温度从339℃降低至287℃,将得炭率从15.7%提高至39.5%.活化碳纳米纤维表面形貌规整,无熔融现象;其纤维直径比未经活化盐处理的碳纳米纤维更小.     

一种简易活化碳纸的方法及其在超级电容器上的应用

首次报道了一种普通碳纸的简易活化方法,活化后的碳纸作为超级电容器正极材料使用可以显著提高其电化学电容性能。该方法首次采用重铬酸钾洗液处理普通碳纸,改变了其表面拓扑结构。通过SEM观察,发现活化碳纸表面变得粗糙,比表面积明显增大;另一方面对活化碳纸进行接触角测试,接触角明显减小表明表面亲水性提高。比表面积增大和亲水性增加的协同作用使得活化碳纸构筑的超级电容器展示出优异的电容特性。该方法也有望拓展到超级电容器用其他碳基材料上。     

中科院长春光机所研制出国际上橙红光波段最高荧光量子效率的碳纳米点

正近日,中科院长春光机所曲松楠研究员课题组研制出橙红光波段荧光量子效率高达46%的碳纳米点,为国际上最高值。该成果发表在国际材料类著名期刊《先进材料》。发光碳纳米点是近十年兴起的新型纳米发光材料,其无毒、发光性能好、生物相容性好、原料广泛等优点,引起国际上广泛的关注。该领域发展面临的瓶颈是缺少调控碳纳米点发光带隙的手段和增强其荧光量子效率的方法。目前,碳纳米点在蓝光和绿光波段已实现较为高效的发     

碳载纳米Pt及纳米Pt-WO_3电催化剂的制备与表征

通过电化学方法 ,在碳载体表面沉积了纳米Pt及纳米Pt WO3 表面电催化剂。运用循环伏安和扫描电子显微镜技术对催化剂电极进行了表征。结果表明 :电沉积的碳载Pt电催化材料是粒度均匀的纳米颗粒。碳载Pt WO3 电催化材料是由纳米颗粒组成的柱状结构 ,直径均匀 ,定向平行排列 ,具有很大的比表面积     

集成电路碳纳米管互连建模与特性研究

近年来,基于碳基材料的纳米尺度互连方案得到了人们的广泛关注,为下一代集成电路的互连技术提供了一种全新的解决途径.基于国内外在碳纳米互连建模和特性研究方面的进展,并结合本课题组取得的相关成果,对集成电路碳纳米管互连的等效电路建模、时延特性以及热特性进行了系统的分析,并与传统铜互连进行了全面比较.最后对具有实用前景的碳纳米异质互连技术进行了简要介绍和展望.     

大规模合成高指数面凹面立方体纳米钯

特定形貌贵金属纳米钯在催化、肿瘤光热治疗等领域有重要的应用前景。其形貌及尺寸的可控合成一直备受关注,贵金属纳米钯的形貌调控有几个瓶颈:首先,分步生长工艺复杂难以调控;反应机制不清晰,难于实现放大批量制备。中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛课题组成员谢晓滨、高冠慧等针对以上难点,成功地发展了一种温和条件下一步法合成具有高指数面的凹面立方体纳米钯(PdCNs)颗粒,较同等商用钯碳材料及     

碳载纳米Pt及纳米Pt—WO3电催化剂的制备与表征

通过电化学方法，在碳载体表面沉积了纳米Pt及纳米Pt—WO3表面电催化剂。运用循环伏安和扫描电子显微镜技术对催化剂电极进行了表征。结果表明：电沉积的碳载Pt电催化材料是粒度均匀的纳米颗粒。碳载Pt—WO3电催化材料是由纳米颗粒组成的柱状结构，直径均匀，定向平行排列，具有很大的比表面积。     

TiO2纳米颗粒胶体活化系统设计及流场仿真分析

紫外光(UV)诱导纳米颗粒胶体射流加工可实现硬脆晶体材料亚纳米级超光滑表面的加工,根据其材料去除原理可知,伴随抛光过程的进行,胶体中TiO₂纳米颗粒表面会吸附一层工件表面的被去除原子,从而影响TiO₂纳米颗粒胶体的活性和光催化性.为了实现TiO₂纳米颗粒胶体的循环使用,基于O₃/UV高级氧化法对使用后的TiO₂纳米颗粒胶体再活化机理进行了研究,同时结合紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工系统设计了TiO₂纳米颗粒胶体活化系统,对系统内的再活化反应室结构进行了流体动力学仿真,仿真结果表明其结构设计满足TiO₂纳米颗粒胶体的活化要求.     

纳米稀土氧化物/华法林杂化材料的制备及其抗凝血性能

利用TDI(甲苯-2、4-二异氰酸酯)活化纳米稀土氧化物和接枝的方法制备一类纳米稀土氧化物/华法林杂化材料,用IR、TG和SEM表征产物.结果表明,华法林接枝在经过TDI活化后的纳米稀土氧化物表面,细胞毒性实验证明材料具有较低的细胞毒性和较好的细胞相容性.抗凝血实验说明材料具有良好的抗凝血性能.     

水热法制备碳纳米球修饰天然石墨材料CNS@NG

为改善石墨作为电极材料的性能,以葡萄糖和球形天然石墨为原料,采用水热法合成了碳纳米球修饰天然石墨材料CNS@NG。应用X射线衍射、扫描电子显微镜和拉曼光谱对样品的微观结构、形貌和组成进行表征。结果表明,由葡萄糖水热及碳化处理后形成的碳纳米球均匀地分布在球形天然石墨表面,所制备的合成材料样品较好地保持了天然石墨的晶体结构,表现出碳与石墨复合材料的拉曼特征,具有较好的稳定性。     

金胶/碳球复合纳米材料的制备及表征

通过微波水热法,以葡萄糖水溶液为原料,制备了单分散的溶胶碳球,用自组装方法把金胶纳米粒子修饰在碳球表面合成了金胶/碳球纳米复合材料。通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱及循环伏安等技术对最终产物的形貌、组成和光学性质进行了表征。由于所得到的金胶/碳球复合材料具有很好的化学稳定性与无毒性,同时金胶纳米粒子具有生物相容性,该复合材料可作为载体材料应用于生物分析。     

纳米SiC对C/C复合材料石墨化与抗氧化性能的影响规律

本文制备纳米SiC基体改性的SiC-C/C复合材料,利用X射线衍射技术、高分辨率透射电镜等研究SiC对碳材料的石墨化度的影响.纳米SiC能够显著促进碳基体材料的石墨化度,同时通过高分辨率透射电镜在纳米SiC颗粒周围观测到明显的石墨化结构,并且距离SiC越近,碳基体的石墨化程度越高.通过静态氧化实验研究SiC-C/C复合材料的抗氧化性能.结果表明,随着SiC加入量的增加复合材料的抗氧化性显著提高,纳米SiC在高温下生成较为均匀的SiO2保护层,覆盖在碳材料的表面,阻碍氧气与碳材料的接触,并且SiC含量越高,形成的保护层越厚,抗氧化能力越强.     

催化法制备纳米碳材料和纳米镁材料

使用催化法可以在（比较）和温和的条件下制备纳米碳材料和性能更加优异的纳米镁材料。使用Ｎｉ催化剂,ＣＨ４／Ｈ２＝９：１,在６００℃制得外径为４２￣１２ｎｍ,内径为１０￣３ｎｍ,长度为微米级的碳纳米管;在５００℃制得外径为８０￣４０ｎｍ、长度有数十微米的纳米级碳纤维;在ＣＨ４气氛、６００℃制得纳米级碳颗粒,其平均颗粒直径为８０ｎｍ,以ＴｉＣｌ４为催化剂母体,在常压、６０℃条件下制得纳米级氢化镁,其平均     

土壤中无机纳米微粒的自组装行为研究

采用超声波分散和离心分离的方法分离出土壤无机纳米微粒.通过透射电镜观察发现土壤中无机纳米微粒的形态主要有圆球状、片状、柱状、锥状、核状,并且不同形态的纳米微粒由溶胶向非溶胶状态转化时呈线性凝聚.通过原子力显微镜观察发现,组装团聚是土壤团聚体形成的真正机制.土壤无机纳米微粒在矿物表面和气液界面能发生自组装作用,土壤无机纳米微粒在矿物表面的自组装行为与矿物表面的特性有关,在活化矿物表面容易发生自组装反应,而非活化矿物表面则不容易发生反应,活化矿物表面的自组装与气液界面的组装作用非常相似.     

大学化学开放实验——多孔碳的制备和表征

介绍一个大学化学开放实验,该实验的主要内容包括:利用同步物理-化学活化法制备多孔碳材料,通过低温自动N2吸附法测定多孔碳材料的比表面积和孔隙结构,探究活化条件对碳材料表面结构的影响,将现代分析仪器引入到本科教学中。要求学生自主设计活化实验方案,了解自动气体吸附仪的原理和使用方法,并利用Excel、 Origin软件进行实验数据处理、分析,培养学生的科学素养。     

纳米金刚石粉末电化学性能及其表面修饰的研究进展

对导电金刚石电极的研究,过去主要集中在化学气相沉积(CVD)制备的含硼金刚石薄膜电极领域。近来有研究表明当金刚石薄膜晶粒尺寸达到纳米级时,无需掺杂硼,金刚石也表现出一定的电导率。本课题组研究发现非掺杂的纳米金刚石粉末在水溶液中也表现出了一系列的电化学活性。本文介绍了非掺杂纳米金刚石的电化学性能及其对亚硝酸根离子的催化氧化行为,另外还介绍了对纳米金刚石进行表面修饰以提高其电化学活性,增加它在电化学领域的应用范围等方面的研究进展。     

多元有机酸自组装硅碳复合材料用于高效储锂

相比于传统物理打浆式简易硅碳材料的复合，本工作利用自组装的方式让有机酸碳源材料与纳米硅粉进行内部结合，羧酸碳源保护层在抑制硅材料膨胀的同时，通过相互间串联起的网络增加导电性，得到稳定性更好的硅碳复合负极材料。该方法首先在纳米硅粉表面进行修饰，使其表面带上氨基，通过酰胺化反应，让柠檬酸与纳米硅键合。此外过量的碳源材料包附于外层，形成多个单纳米硅颗粒聚集的微米级多核卵壳型颗粒。这种结构使得该电极材料在电流密度500 mA/g下，经过600圈的长循环下具有1 073.4 mAh/g的比容量。在2 A/g的电流密度下，初始比容量为751.2 mAh/g,在300圈循环后比容量维持在573.0 mAh/g,容量保持率为76.3%。该实验工作为锂离子电池硅碳负极材料的合成提供了一种简单低成本的实用性合成思路。     

碳纳米纤维电镀镍方法研究

作为一种增强基材料,碳纳米纤维的优良性能被广泛关注.采用表面活性剂分散碳纳米纤维方法,制备了碳纳米纤维纸.利用电化学工作站,对碳纳米纤维纸进行电镀镍.通过伏安循环曲线和电镀曲线对碳纳米纤维电镀镍的过程进行分析.在碳纳米纤维电镀镍之后进行微观形貌、表面成分和电阻变化分析,发现碳纳米纤维能被镍很好地包覆且电阻率大幅降低.     

碳布负载的ZnO/C/Ni(OH)2纳米阵列的构建及电化学性能

以碳布(CC)为基体、氧化锌纳米棒为模板,2-甲基咪唑为有机配体,采用水热与高温碳化方法,在碳布表面构建氧化锌纳米棒阵列复合材料(ZnO/C);利用电沉积法在ZnO/C复合物表面生长氢氧化镍(Ni(OH)_2)纳米片,获得碳布负载的氧化锌/碳/氢氧化镍(ZnO/C/Ni(OH)_2)核壳结构纳米棒阵列。对获得的复合材料进行形貌和结构表征,并对其电化学性能进行了测试。结果表明:复合物纳米棒阵列均匀生长在碳布表面,纳米棒外层由纳米片状Ni(OH)_2相互交叉堆叠而成;该复合材料作为超级电容器的电极材料时,在1.0 A/g的电流密度下比容量可以达到1 051.9 F/g;当电流密度增大到10 A/g后,比容量仍有644.5 F/g;在5.0 A/g的电流密度下进行5 000次循环充放电后,复合电极的比容量仍保留87.1%,展现出良好的电化学性能。