基于纳米孔道的分析与检测:超越resistive-pulse的方法（英文）

受生命体系中蛋白质孔道结构与功能的启发,基于固体材料的各种纳米孔道结构和纳流体器件的研究逐渐成为来自物理、化学、纳米、材料、机械工程等多学科研究人员所关注的焦点.因此,固体纳米孔道也成为离子输运和分子传感研究领域不可或缺的一个元素.本文主要从电学输出信号的角度,系统归纳了稳态离子电流和瞬变电流波动2种类型的纳米孔道的传感分析方法.目前,由于固体纳米孔道的分析检测研究仅处于起始阶段,对于未来纳米孔道的研究和应用,不仅需要新的材料和修饰方法,而且需要将纳米孔和非电流的传感技术相结合.而学习自然,构筑受生物启发的仿生智能人工纳米孔道系统,可以为未来的分析检测技术提供更多的应用价值.     

气相水解法介孔分子筛MCM-41组装纳米TiO2研究

以水玻璃为硅源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为结构模板剂,合成出MCM-41介孔分子筛,并以钛酸丁酯为前驱体,在高温气相炉中进行水解,羟基缩合对介孔分子筛MCM-41进行了纳米TiO2的修饰。XRD、FTIR、N2吸附脱附、SEM表征手段对其结构特征的测试结果表明:纳米TiO2不仅进入介孔分子筛MCM-41介孔孔道,较均匀地修饰了介孔分子筛MCM-41的孔壁,而且使介孔分子筛MCM-41能够保持有序的孔道结构。     

SnO_2-SBA-15介孔分子筛的制备与表征

首先以P123、正硅酸乙酯为原料合成了SBA-15介孔分子筛,然后利用氯化亚锡的水解反应在SBA-15介孔分子筛表面及孔道内部沉积纳米SnO_2,对其进一步功能化,成功制备出了SnO_2-SBA-15介孔分子筛.采用多晶X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析、同步热分析、氮气吸脱附等技术手段对材料的结构组成进行了表征,结果表明纳米二氧化锡成功负载到了SBA-15介孔分子筛表面和孔道内部.     

负载硫化铅纳米颗粒介孔氧化硅薄膜的制备及其非线性光学性能

通过离子交换法成功地将硫化铅纳米颗粒引入介孔氧化硅薄膜的孔道内．并用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外可见光谱对合成出的硫化铅纳米颗粒负载的复合介孔薄膜进行结构分析,结果表明硫化铅纳米颗粒在孔道分布均匀,平均原子含量为12％．Z扫描测试测试结果表面该复合薄膜具有较高的三阶非线性极化率．     

有序介孔氧化硅材料中的药物分子组装及缓释研究进展

从成功合成出像MCM-41、SBA-15这样的有序介孔氧化硅材料以来,此类材料已经发展成为一种新型药物控缓释载体材料;由于其具有无毒、比表面积和孔容巨大、孔道排列有序、孔径分布狭窄、水热稳定性高、生物兼容性好、制备中的结构调变技术成熟等特点成为药物控缓释领域的研究热点之一,越来越受到重视;介绍了药物分子在有序介孔纳米氧化硅材料的纳米孔道中的组装、控缓释研究的进展;集中介绍了影响药物控缓释行为的两个主要因素(有序介孔氧化硅材料的比表面积和孔道结构)对药物控缓释行为的作用;可为控缓释药物研究人员开发新型药物分子载体材料、药物分子组装技术及研究药物分子的控缓释行为提供参考和研究依据.     

电流体动力学技术制备纳米TiO2多孔薄膜

采用水热合成法合成纳米TiO2溶胶并配合一定量的高分子分散剂聚乙烯醇制备成镀膜所用的溶胶。利用电流体动力学技术(EHD)将镀膜液均匀地喷涂到氟掺杂导电玻璃表面,高温烧结后制备得到纳米TiO2多孔薄膜。通过SEM、TEM、XRD及紫外-可见吸收光谱等研究方法对制备得到的TiO2多孔薄膜进行结构表征。结果表明:所得多孔薄膜由纳米颗粒组成的亚微米级的球形团簇构成,在纳米颗粒及球形团簇间存在着从纳米到亚微米的连续尺寸的孔道分布。所制备的多孔薄膜可应用在光催化和染料敏化太阳能电池等领域。     

复合光催化材料H3PW12O40/ZrO2的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了半导体型金属氧化物ZrO2, 并通过浸渍法将杂多酸H3PW12O40与其复合,获得了纳米复合光催化材料H3PW12O40/Zrr0:.通过IcP-AES、F-I'-IR、N2吸附、TG等检测手段对其组成、结构及其表面物理化学性质进行了表征,结果表明,上述合成材料中.多酸的基本结构未发生明显变化,为孔道结构的纳米复合材料.     

水热合成反应釜在材料物理专业课程设计中的应用

通过设计合适的实验方案,用水热合成反应釜装置可以成功实现对纳米结构材料的可控合成,这是纳米科技进步的重要标准之一,是淮北师范大学开展材料物理课程设计课程的原因.本文介绍水热合成反应釜的特点、使用操作流程、水热反应原理和水热合成反应釜在材料物理专业课程设计中的重要意义.     

孔道结构矿物及其晶体结构特征

给出了孔道结构的定义。重点介绍了包括钠沸石、浊沸石、钙十字沸石、菱沸石、丝光沸石、坡缕石、海泡石、绿柱石、异极矿、软锰矿、拉锰矿、锰钾矿、硬锰矿、钙锰矿、水锰矿、黄磷铁矿、磷钠铍石和磷灰石等在内的硅酸盐类、锰的氧化物和氢氧化物类,以及磷酸盐类等具有孔道结构的天然矿物和它们的结构特征。简要论述了具有孔道结构的矿物在环境修复和治理中有广泛应用的吸附效应、孔道效应和催化效应,认为具有孔道结构的矿物在未来的环境属性开发、化学和生物改性以及合成孔道矿物方面会有很好的应用前景。     

六方纳米介孔二氧化硅纤维的合成

以十六烷基氯化吡啶(C16PyCl)为模板剂,原硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,乙酰胺为助剂,在酸性条件下合成了六方纳米介孔二氧化硅纤维,并使用扫描电镜(SEM)、小角X射线衍射(SXRD)和N2气体吸附仪对其进行了表征。结果表明合成样品呈六方纤维外形,纤维直径约3~5μm,纤维长度约几十微米。六方纤维具有MCM-41的六方孔道结构;煅烧后的样品显示典型的IV型吸附等温线和H2型滞后环,孔径分布较宽,具有双孔道结构,BJH最可几孔径为2.96/3.50 nm,BET表面积为1 060 m2.g-1。     

具有特定孔道结构的分子筛骨架的设计

引入“禁区”的概念用于设计具有特定孔道的分子筛骨架结构，在模拟中，首先在某一设定晶胞中定义一个圆柱形禁区(类似分子筛中的孔道)，然后向禁区外投入独立T原子，根据对称性、原子间距不小于3．0A(Si～Si)的限定条件产生等效原子，用Cerius^2建立骨架模型，并进行结构修正，通过改变禁区半径、独立T原子数及晶胞参数，在P6／mmm(no．191)空间群中成功地设计了大量不同拓扑结构的分子筛骨架，其中既有已知骨架，如：LTL、MWW、DOH、DFO等，又包括很多结构新颖、能量合理的理论结构，这种方法为快速寻找具有特定孔道的新颖分子筛骨架结构提供了有效的途径，有利于分子筛材料的定向设计与合成。     

分子动力学模拟研究纳米孔道中受限水的自扩散

利用分子动力学模拟技术考察受限于3种不同材料的纳米孔道(单壁碳管、硼氮管、铁原子孔道)中水分子的静态结构与扩散动力学,计算孔道中水分子沿轴向的自扩散系数Dz,讨论孔道截面尺寸、形状以及组成材料的变化对水分子扩散动力学的影响.结果表明,水分子的轴向自扩散系数随孔道半径的增大而减小,光滑的孔道壁有利于水分子的运输.在3种孔道限制体中,水分子在单壁碳纳米管内的自扩散系数最大.     

有机分子笼封装金属纳米团簇的合成策略与催化应用

金属纳米团簇是由若干金属原子组成的纳米材料，尺寸介于单个金属原子和纳米颗粒之间，具有独特的几何和电子结构，在催化反应中展现出良好的性能.然而裸露的金属纳米团簇由于表面能较高，在催化过程中容易聚集失活.近年来，有机分子笼(organic molecular cages,OMCs)作为一种新兴的多孔材料受到了广泛关注.将金属纳米团簇封装在有机分子笼的限域空间内不仅可以提高其粒径均一性，还可以提高稳定性.有机分子笼的孔道结构完全开放，封装在其内部的金属纳米团簇在氧化、还原、偶联、产氢等反应中仍保持较高的催化活性.本文简要总结了有机分子笼封装金属纳米团簇的合成策略以及这类材料在催化领域的应用.     

双热中子束流治疗孔道低浓化BNCT堆初步设计

以我国已经建成的高浓铀为燃料的BNCT堆为研究对象,将其堆芯低浓化并且添加水平热中子双束流治疗孔道,开展双热中子束流BNCT堆堆芯低浓化初步设计,计算分析该BNCT堆的keff、控制棒价值、顶铍效率、堆芯能谱、堆芯径向通量、轴向通量、辐照管通量等参数,得到双热中子束流治疗孔道低浓化BNCT堆初步设计方案.     

制备体系酸度对AlMSU介孔材料结构性能的影响

利用β沸石纳米簇和曲拉通TX-100分别作为骨架构筑前驱物和孔道导向剂,在酸性介质中通过(N^oH⁺)Cl^-S⁺组装机制合成了蠕虫状孔道排列的AlMSU介孔材料,并借助测试手段对其进行了系统表征。结果表明：制备体系盐酸浓度对AlMSU的结构性能、骨架组成及收率有着显著影响。介质酸浓度较低（<0.5mol/L）时所得AlMSU的物化性质较差,而且产物收率低（基于样品粉末质量）;而体系酸浓度大于2.5mol/L时将造成部分铝原子从骨架中析出,导致最终产物中铝元素含量显著降低。基于结构性能、骨架组成和样品收率等综合因素,体系酸浓度介于1.5~2.0mol/L时是合成AlMSU介孔材料的合适区间     

东方龙虱鞘翅微结构及力学性能研究

生物材料优化的几何拓扑和轻质高强的特点对航空航天结构和材料设计具有重要启示.用扫描电子显微镜、原子力显微镜和粗糙度仪观测东方龙虱鞘翅的表面形貌和截面微结构，结果表明其表面非常光滑，Ra0.725μm,与磨削加工表面相当；鞘翅上有规律的分布着微米级的凹陷；横截面可见交错的空腔和孔道结构，材料绕空腔或孔道成层状分布.用纳米压痕仪测试东方龙虱鞘翅的硬度和弹性模量分别为0.473GPa和8.16GPa，显著高于花金龟、巨锯秋甲、双叉犀金龟的值；鞘翅的机械性能有明显的分布特征，该结果为开展轻质结构的拓扑优化和复合材料设计提供了很好的启示.     

添加纳米粒子对脂肪酶交联酶聚集体活性及结构的影响

将纳米TiO2、纳米MgO和纳米Cu分别引入假丝酵母脂肪酶（Candida sp. 1619）的交联酶聚集体（CLEAs）制备过程，获得相应的纳米粒子-CLEAs，采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪(SLP)等分析了纳米粒子对CLEAs活性和结构的影响。结果表明与未加纳米粒子的CLEAs相比，适量纳米TiO2的加入可提高CLEAs的酶活，最大增加15.2%；而不管添加浓度大小，纳米MgO、纳米Cu对CLEAs酶活均有抑制作用，酶活下降63.7%~97.9%。SEM、SLP分析结果表明，与未添加纳米粒子时相比，加入纳米TiO2的CLEAs粒径变小，粒度较均匀，孔道增加；而纳米MgO-CLEAs和纳米Cu-CLEAs则出现粒度不均匀性增加、粒径范围扩大、孔道减少的现象。FTIR分析结果表明，加入3种纳米粒子后CLEAs二级结构中有序结构（α-螺旋、β-折叠）/无序结构（β-转角、无规则卷曲）值显著提高，顺序为纳米TiO2-CLEAs（0.55）>纳米MgO-CLEAs（0.43）>纳米Cu-CLEAs（0.35）>CLEAs（0.28），这与纳米粒子-CLEAs酶活顺序不一致，表明纳米粒子可能还存在其他影响CLEAs酶活的途径。     

超声辅助合成N掺杂纳米TiO2介孔材料及其光催化性能

为提高纳米TiO2光催化性能,通过高能超声辅助溶胶-凝胶法合成了N掺杂纳米TiO2光催化剂。结果表明：高能超声的空化作用细化了纳米TiO2的显微结构,形成了分散有序的介孔结构,同时也提高N的掺杂浓度,改善了电子的轨道能级,减小光催化剂的禁带宽度。当超声频率为45 KHz时,纳米TiO2的晶粒尺寸约为12 nm,介孔孔道尺寸为10 nm,对太阳光的吸收波长达到540 nm,对有机污染物的有效降解率为94%。可见高能超声显著提高了对太阳光的吸收效率,改善纳米TiO2的光催化性能。     

一维纳米结构材料的水热合成:钒酸盐单晶纳米线和纳米带

一维纳米结构纳米棒、纳米线、纳米带和纳米管由于其独特的大小、形貌依赖的性质和作为纳米器件的重要组元和连接已经越来越受到广泛关注。钒酸盐晶体内在各向异性的多钒酸根长链结构和层状结构可能导致在合适溶液反应条件下控制生长成为一维纳米结构材料。基于以上考虑,一种简单容易的水热合成方法导致了预期的NaV60,6和NaV60,43H20单晶纳米线以及Nao.33Vi05nH:0 (n<1.3)单晶纳米带的控制生长。所有合成产物的相组成、结构和形貌分别通过XRD.SEM.TEM和SHED等分析技术进行分析和表征。因此,可以预期这种方法可能被应用于其它具有类似结构材料的一维纳米晶的合成。     

SDS对ZnO多孔纳米块体孔道结构的影响

以ZnO纳米颗粒为原料，十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液作造孔剂，利用我们独有的液态溶剂热压方法制备了ZnO多孔纳米块体. 实验结果表明，通过调控SDS溶液的浓度,可以调节ZnO多孔纳米块体的结构参数. 当SDS的浓度达到4.34×10^-1mol/L时，ZnO多孔纳米块体的孔道空间分布均匀性最好，孔径分布也最窄. 另外，红外分析结果表明，在液态溶剂热压制备ZnO多孔纳米块体过程中，SDS在ZnO多孔纳米块体的孔道中有微量残留.