溶胶凝胶法制备锆钛酸铅纳米孔状光子晶体阵列（英文）

基于阳极氧化铝模板,使用旋涂法制备了锆钛酸铅纳米孔状光子晶体阵列.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪表征了其结构,形态和尺寸分布.结果显示制备的锆钛酸铅光子晶体呈正方晶相,尺寸统一,分布均匀,同时展现了良好的光学透射特性.这个简单,低成本又可行的制备方法为制备铁电纳米孔阵列结构提供了一条方便又可复制的途径.     

聚合物B位前驱体法制备锆钛酸铅纳米复相陶瓷微观结构

采用前驱体法合成了钙钛矿型B位离子氧化物固溶体,以此作为B位先驱体与碳酸铅通过固相反应在740℃合成A位缺铅的亚稳态钙钛矿型锆钛酸铅(PZT)固溶体.烧结过程中纳米级四方和单斜ZrO2纳米粒子从固溶体中析出.借助X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对物相、组成和微观结构进行了分析.随ZrO2的加入量增加,断口从沿晶穿晶混合断裂变为穿晶断裂.研究表明,采用聚合物B位前驱体法成功制备出内晶型锆钛酸铅纳米复相陶瓷.     

溶胶-凝胶法制备掺铈PZT粉体材料工艺及结晶性能研究

锆钛酸铅材料(Pb ZrxTi1-xO3)具有优异的铁电,压电和介电性能,被广泛用于数据存储器、声纳、压电换能器等多种领域.锆钛酸铅材料的制备和应用研究是近年来的无机功能材料的研究重点,其中通过改进锆钛酸铅材料的制备工艺和掺入杂质元素来提高材料的性能又是研究的热点.溶胶-凝胶法对各组分含量可以精确控制并且容易实现掺杂,本文采用溶胶—凝胶法,以硝酸锆、醋酸铅、钛酸四丁酯为原料,氧化铈为掺杂剂,制备了不同氧化铈掺杂浓度的锆钛酸铅(PCZT)粉体.用X射线衍射(XRD)检测了粉体的晶体结构,进行了晶格常数计算.总结了稀土铈对PZT材料掺杂后对结晶性能的影响,提出控制好退火温度和选择合适的掺杂浓度是获得良好结晶的两个关键因素.     

类stober法可控制备单分散TiO2纳米微球

采用类Stober法,以钛酸正丁酯为钛源,反应温度为130℃,可控制备粒径尺寸均一的单分散TiO_2纳米微球.通过调节反应时间、溶液的pH值,单分散TiO_2纳米微球的直径可以在几十到一千纳米范围内被精确调控.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪对所制备的TiO_2纳米微球进行了表征.结果显示样品为无定形结构,可通过进一步的水热晶化提高样品的结晶度.此单分散TiO_2纳米微球有望在光催化机理研究、太阳能敏化电池、光子晶体等方面具有很好的应用.     

锆钛酸铅（PZT）纳米陶瓷粉体的液相制备技术

评述了Sol-gel法、共沉淀法和水热法制备锆钛酸铅(PZT)纳米陶瓷粉体的原理、工艺过程、技术特点及其优缺点。重点论述了水热合成PZT纳米陶瓷粉体的dissolution／precipitation和in-situ两种合成机制,详细分析了锆、钛、铅等反应物离子在水热条件下的存在形式、反应机理以及碱度、温度、干燥技术和铅含量等条件对水热合成PZT纳米陶瓷粉体的影响。讨论了液相法合成PZT纳米陶瓷粉体的研究热点与发展方向。     

铁电锆钛酸铅陶瓷的Sol—Gel制备研究

本文主要对以丁醇钛、无水醋酸铅、乙醇锆为原料制备锆钛酸铅(RZT)陶瓷的溶胶——凝胶(Sol—Gel)方法进行了研究.实验表明,在650℃焙烧两小时凝胶粉末生成晶相的锆钛酸铅粉料,并且具有高均匀性,高纯度.在1200℃,170kg/cm~2和2h条件下通氧热压烧结的陶瓷具有优良的压电性能.     

反蛋白石结构硫化锑光子晶体的制备

用改进St ber法制备出单分散的SiO2胶球.通过离心沉降法将SiO2胶球有序排列,得到蛋白石结构的SiO2光子晶体,该方法可制备出较大尺寸的蛋白石结构光子晶体.以得到的SiO2光子晶体为模板,通过化学反应向模板间隙填入Sb2S3后再经氢氟酸腐蚀去除二氧化硅胶晶模板,制备出反蛋白石结构硫化锑光子晶体.     

PZT/P(VDF-TrFE)0-3型复合材料的制备及介电测量

采用溶胶 -凝胶法制备了锆钛酸铅 (PZT)的纳米粉体 ,通过热压的方法制备了锆钛酸铅与偏氟乙烯和三氟乙烯的共聚物形成的 0 3型复合材料 (PZT/P(VDF TrFE) ) ,并对其进行了频域和时域介电测量 .研究结果表明 ,复合材料的介电常数随PZT的体积分数的增加而增大 ,在PZT体积分数约为 70 %时出现最大值 ,并对该结果作了定性解释 .时域测量结果表明 ,在PZT/P(VDF TrFE) 0 3复合材料中存在 3种不同弛豫时间的极化结构     

锆钛酸铅压电陶瓷材料凝胶注模成型

为制备凝胶注模成型所需的高固相低粘度的锆钛酸铅陶瓷浆料,分别用分散剂聚甲基丙烯酸铵和柠檬酸三铵进行试验.研究了分散剂聚甲基丙烯酸铵、浆料pH值和固相含量对浆料粘度的影响,实验结果表明该分散剂最佳用量为陶瓷粉体质量分数0.30%~0.45%、浆料最佳pH值8.5~11.0,此时可制备体积分数50%、粘度小于1 Pa.s,适于凝胶注模的稳定锆钛酸铅浆料.其中当分散剂质量分数为0.30%时,烧结陶瓷有较好的微观结构.同时,对干压成型中不同粘合剂的作用效果进行了比较.     

钛酸铅纳米陶瓷粉体的制备和表征

本论文以溶胶-凝胶法为基础,以醋酸铅(Pb(Ac)2)、钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)为原料,乙二醇甲醚为溶剂,制备纳米级钛酸铅粉末。钛酸铅干凝胶在400℃下热处理2h后,可以得到结晶程度很高的纳米级钛酸铅粉体。由衍射峰的位置确定晶体为四方晶系,由透射电子显微镜可以观察到粒子粒径在20～70nm之间。     

四川盆地超深层泥页岩纳米孔隙特征及其地质意义

利用SEM-PCAS孔隙定量表征技术与低压N_2等温吸附实验研究X井深度为6 875~8 042m超深层泥页岩的纳米孔隙特征,并选取四川盆地及周缘地区从地表到5km左右的样品组作为对比,探索深埋藏作用对泥页岩孔隙系统的影响。研究发现,X井志留系龙马溪组、奥陶系五峰组及下寒武统筇竹寺组超深层泥页岩32个样品的孔隙特征相似,孔隙类型以有机质孔、粒间孔为主,孔隙形态以狭长-裂缝型为主。N_2等温吸附线类型为IV-H3型,QSDFT孔径分布显示其纳米孔隙主要分布于4~16nm段,BET比表面积为8.63~16.13m2/g。与对照组样品相比,X井超深层泥页岩的孔径分布更加分散,微孔体积和微孔比表面积更小,介孔/微孔的体积比值及介孔/微孔的比表面积比值比非超深层泥页岩均具有数量级的优势。X井超深层泥页岩的孔隙特征主要受埋藏深度控制,深埋藏作用会使泥页岩孔径缩小并改变孔隙的形态。     

阳极氧化电压对纳米孔阵列阳极氧化铝膜形貌的影响

阳极氧化铝是将金属铝进行阳极氧化处理后，在其表面上形成的一层氧化膜，可对金属铝起到装饰和保护的作用．20世纪末人们发现，铝在适当的阳极氧化条件下可以制得具有纳米孔阵列的阳极氧化铝膜．随着纳米科学的蓬勃发展，纳米孔阵列阳极氧化铝膜由于其具有大的比表面积、高纵横比、大小均     

页岩储层纳米孔气体传输耦合模型新研究

页岩气在纳米孔隙的传输过程中受多种因素影响,包括孔隙尺寸和压力、孔隙壁面粗糙度、孔隙力学反应、吸附诱导膨胀反应以及权重因子等。因此需要综合考虑以上因素以及吸附气分子在孔隙中所占空间对气体流动影响的条件下,厘清页岩气的不同运移机制（表面扩散、滑脱流、Knudsen扩散和黏性流动）在不同孔隙尺寸和压力下对纳米孔中总气体流量的贡献率。首先,对页岩气的不同运移方式进行了物理描述及数学表征,然后,在考虑孔隙壁面粗糙度、孔隙力学反应、吸附诱导膨胀反应和权重因子等因素的条件下,建立页岩气在储层纳米孔中的气体传输耦合数学模型,模型可靠性通过格子Boltzmann方法计算结果验证。研究结果表明,当孔径小于10 nm时,纳米孔的总流量主要由表面扩散流量组成,孔径越小,表面扩散流量越大;当孔径为40~250 nm和低压条件下,滑脱流和Knudsen扩散对气体传输影响较大;当孔径大于10 μm时,纳米孔的总流量主要为黏性流量。     

基于微观机理的页岩气运移分析

认识气体在页岩孔隙中的运移机理对页岩气开采具有重要的科学意义.页岩作为一种致密岩石,孔隙尺寸分布主要集中在几纳米到百纳米之间,小孔隙尺寸与气体的平均分子自由程在同一个数量级,气体与孔隙边壁的碰撞对流动起到控制作用.本文针对页岩气开采过程中孔隙中气体流动过程,建立了考虑气体滑移、Knudsen扩散、Langmuir等温吸附、孔隙压缩等过程的多场耦合控制方程.分析了流态变化对滑移效应的影响,得到了考虑滑移效应的临界孔径,并针对实际中不同页岩储层有机质含量的差异,分析了解吸机制对页岩气产气率、产气量的贡献.研究还表明孔隙压缩性对产气率影响显著,通过考虑开采过程中孔隙压缩,可以更真实地反映页岩气运移过程.     

电沉积Ni纳米线阵列及其磁学性能研究

为了解决因受阳极氧化铝(AAO)孔道直径限制导致合成的金属纳米线尺寸单一、磁性受限的问题,采用二次阳极氧化法制备了不同孔径的阳极氧化铝(AAO)模板,依据模板辅助电沉积法,在不同孔径AAO模板内生长了Ni纳米线阵列,利用SEM,TEM,XRD和EDS等技术对制备的Ni纳米线阵列形貌、微观结构和成分进行表征,通过物理性能测试系统(PPMS)研究了Ni纳米线的磁学性能。结果表明:Ni纳米线的生长机制是交流电正半周期Ni~(2+)还原与负半周期Ni原子溶解的共同作用;Ni纳米线具有磁各向异性,随着直径的增大,Ni纳米线的易磁化方向由平行于纳米线轴线方向逐渐转变为垂直于纳米线的方向,易磁化方向的转变是由有效各向异性场和磁畴结构随纳米线直径的改变而导致的。研究电沉积Ni纳米线阵列及其磁学性能,可为深入研究交流电沉积法制备磁性纳米线的生长机制和磁性纳米线的磁化机理提供理论和实验依据,为拓宽纳米线的应用领域奠定基础。     

Nanopore-based sensing devices and applications to genome sequencing: a brief history and the missing pieces

A nanopore on an impermeable membrane, which separates two chambers containing electrolytic solu- tion, can be used as a nanometre-sized Coulter counter for single-molecule biological sensing. With an applied poten- tial, charged molecules are electrically dragged through the pore, and the analytical information is sequentially read out from the current blockades. Nucleic acid, which is an elec- trically charged polymer, is an ideal analyte for nanopore analysis and nanopore sequencing. With the advantages of high-speed, label-free and single-molecule resolution, a nanopore sequencer is considered to be the most promising candidate for the third-generation DNA sequencing. In this review, a brief history of nanopore sequencing to date is summarized and discussed along with future prospects. Although successfully demonstrated for known viral gen- ome sequences, the nanopore sequencing technique still requires missing pieces like improved accuracy, automation and throughput for clinical diagnosis-level applications.     

多孔AAO模板合成低维有序纳米结构阵列研究进展

多孔阳极氧化铝模板具有好的有序性、成本低、耐高温、大面积可控、孔洞分布均匀、及大小可控等优点，是合成高度有序纳米材料的理想模板。本文综述了阳极氧化铝模板的制备和以此为模板采用常规方法，如脉冲激光沉积技术、离子束刻蚀、金属辅助化学蚀刻技术、化学气相沉积技术等制备低维垂直有序纳米阵列的最新研究进展，并指出了其目前存在的问题。     

川西盆地上三叠统须家河组页岩纳米孔隙结构特征

页岩储层的纳米孔隙结构对页岩含气性评价和勘探开发具有重要意义,但目前关于国内沉积盆地页岩纳米孔隙结构的研究相对不足。本文利用低温氮气吸附和扫描电镜等方法,对川西盆地上三叠统须家河组页岩纳米级孔隙进行了分析。结果表明：①川西盆地须家河组页岩比表面积主要由过渡孔和微孔提供,比表面积范围6.588m2/g-9.476m2/g,平均为7.949m2/g,远大于致密砂岩储层比表面积;②页岩孔径平均为4.319nm-7.821nm,孔径范围具有从微孔到中孔等一系列连续性孔径。孔隙形状有多种类型,微孔以单边封闭型孔和墨水瓶型孔为主,过渡孔和中孔具有一定数量的两端开口型孔;③页岩广泛发育的有机质纳米孔、粘土矿物粒间孔主要提供了天然气吸附场所;矿物粒内孔隙和微裂隙为游离气主要赋存场所并提供了天然气渗流通道。     

双扩散模板法制备卤化银纳米线及其光催化性能

在室温条件下,通过溶液的双扩散法于AAO模板中制备AgX纳米线,利用XRD,SEM和TEM等分析手段对纳米线进行了表征,结果表明,用该方法合成的AgX纳米线阵列分布均匀,取向性极好,直径50nm,与AAO模板的孔径一致.通过纳米线阵列膜对罗丹明B的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明AgX纳米线具有良好的光催化性能.     

Investigation of self-assembled protein dimers through an artificial ion channel for DNA sensing

Artificial nanopores have become promising tools for sensing DNA. Here, we report a new technique for sensing DNA through a conical-shaped nanopore embed- ded in track-etched polyethylene terephthalate （PET） membrane. Two different streptavidin-conjugated mono- valent DNA probes were prepared that can bind to two distinct segments （at either end） of the target DNA. The size of target DNA-linked to the two streptavidin-conju- gated monovalent DNA probes is double that of the indi- vidual probes. By precisely controlling the tip diameter of the conical nanopore embedded in the PET polymer, events due to the translocation of the streptavidin-conjugated monovalent DNA probes through the nanopore can be fil- tered and purposely undetected, whereas the current pulses due to the translocation of the target DNA-induced self- assembled complexes can be detected. The two streptavi- din-conjugated DNA probes cannot be linked by multi- mismatched DNA. Therefore, multi-mismatched （non- specific） DNA will not induce any current pulse signatures. The current pulse signatures for the self-assembled com- plex can be used to confirm the presence of the target DNA. The size-dependent detection of self-assembled complexes on the molecular level shows strong promise for the detection of biomolecules without interference from the probes.