螺旋手性SWBNNT尺寸对Lys分子手性转变反应限域的影响

用量子力学与分子力学组合的ONIOM方法,研究两种构象的赖氨酸(Lys)分子限域在螺旋手性单壁氮化硼纳米管(SWBNNT)内的手性转变机理.结果表明:限域在小管径螺旋手性SWBNNT的Lys分子骨架形变明显;当两种构象的Lys分子限域在SWBNNT(6,4)时,旋光异构反应的表观能垒分别为175.90,230.44kJ/mol,旋光异构反应决速步骤的内禀能垒分别为211.40,230.44kJ/mol,来源于质子从手性C向氨基N迁移的过渡态,比裸反应的决速步骤能垒(252.60kJ/mol)低.即螺旋手性SWBNNT的管径越小,限域催化作用越明显,限域在SWCNT(6,4)内具有氨基与羧基间单氢键的Lys分子先旋光异构.     

埃洛石纳米管对聚乳酸基材料的改性研究进展

埃洛石纳米管（HNTs）是一种天然的无机纳米管状材料，具有与高岭土相似的化学组成以及与碳纳米管类似的一维结构，因其来源广泛、价格低廉，并且具有较大的长径比、较大的比表面积以及高模量等特点，近年来受到广泛关注并被应用于高分子材料的改性之中。本文在HNTs的结构特点和现有的表面改性方法的基础上，梳理了近年来HNTs用于聚乳酸（PLA）基聚合物复合材料改性的相关研究工作，重点关注了HNTs对材料的热稳定性、相结构、结晶性能、降解性能、机械性能以及生物医学性能方面的影响，展望了HNTs改性PLA复合材料的研究和应用前景。     

TiO2纳米管阵列双极光催化燃料电池的应用研究

光催化燃料电池技术(Photocatalytic Fuel Cell, PFC)结合了光催化技术与燃料电池技术,可以同时进行降解废水与发电,对污水处理具有重要意义.探索了TiO_2纳米管阵列(TiO_2 Nanotubes Arrays,TNAs)光阳极制备工艺对其形貌结构的影响;通过扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscope, FESEM)证实了电解时间与TNAs管长正相关;与Cu_2O光阴极组合得到的具有更强光催化活性系统证实了PFC协同效应的存在,最佳的电解工艺为4 h,该工艺制备的电极对双氯酚酸光催化降解率在2 h内为79%;对3种标准物的分析说明,在较高的浓度范围内,通过PFC外电路的净电荷量与化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)线性相关,而随着降解进行,传质过程减弱,两者之间的相关性减弱.     

单层和双层氧化锌纳米管的稳定性和电子性质

运用第一性原理方法研究了单层和双层ZnO纳米管的结构稳定性和电子性质.结果表明,单层管的稳定性随着纳米管直径的增大而增大,而双层管的稳定性几乎与纳米管的直径和厚度无关,并且双层管的稳定性比单层管高.所有纳米管都显示了直接带隙半导体特性.其中,双层管的带隙比单层管的带隙大,并且几乎与纳米管的直径和厚度无关.由于量子尺寸效应,纳米管的带隙比纤锌矿体材料的带隙大.     

光化学沉积Ag纳米颗粒改性二氧化钛纳米管阵列的光催化及光电响应能力研究

利用电化学阳极氧化法制备出了高度致密,有序的二氧化钛纳米管阵列(TiNT).通过光化学沉积方法在二氧化钛纳米管表面沉积了Ag金属颗粒,并用SEM进行了表征,Ag颗粒的半径在100~500 nm之间.通过对光化学沉积后的TiNT样品进行光电响应和光催化降解测试发现:紫外光照射下改性样品的光电响应能力和光催化降解能力都有不同程度的提高,但在可见光下仍不具备光电响应能力和催化降解能力.     

碳纳米管储氢性能及H2分子扩散现象的分子动力学研究

本文采用Brenner及LJ混合势对H2在C纳米管的吸附及H2分子在C纳米管中的扩散性质进行了分子动力学模拟. 通过模拟轨迹的分析,分别计算了C-H之间的径向分布函数、H2分子在单壁C纳米管的均方位移及通过对H2分子的均方位移的分析,计算了不同温度下的H2分子在C纳米管中的扩散系数,分析了温度对扩散系数的影响.     

基底预处理对于水热法制备ZnO微/纳米管阵列的影响

采用水热法系统研究了基底预处理(基底铺膜、不铺膜吹氮气处理和盐酸浸泡处理等)方式对于制备ZnO微/纳米管阵列的影响;结合ZnO晶体的微观结构,探讨了基底特征与ZnO微/纳米管阵列生长的内在联系.结果表明,采用高纯氮气和盐酸浸泡预处理基底均能制备得到ZnO微/纳米管阵列,并且这两种预处理方法制备出的纳米管在尺寸、形貌和分布上有所不同.ZnO微/纳米管成管机理研究表明,ZnO顶部锌终端对于生长微/纳米管起着决定性作用.     

利用射线束在TiO2纳米管上负载铜颗粒及其光电性能研究

采用阳极氧化法在钛金属表面制备出致密有序的TiO2纳米管阵列,利用紫外光和电子束辐照沉积技术分别在其上沉积铜纳米颗粒以提高其光电性能.利用场发射扫描电镜观察两种不同技术制备的TiO2纳米管阵列负载纳米铜结构的表面形貌.研究比较了不同制备方法得到的样品在紫外光和可见光照射下的光电效应,并讨论不同浸泡溶液浓度对其光电性能的影响.     

TiO2纳米管负载V2O5催化剂的制备、表征及其在3-甲基吡啶氨氧化反应中的应用

采用10 mol/L NaOH溶液对商品化TiO2进行碱处理制备TiO2纳米管,通过X射线粉末衍射、N2吸脱附、扫描电镜等手段表征了碱处理温度和时间对TiO2纳米管结构和形貌的影响.研究发现:120～150 ℃碱处理生成TiO2纳米管,180 ℃则为纳米棒;400 ℃焙烧后纳米管的BET比表面积大于100 m2/g,而纳米棒的比表面积小于50 m2/g.以TiO2纳米管为载体,采用浸渍法制备V2O5负载的催化剂,拉曼(Raman)光谱、程序升温还原(H2-TPR)分析等表明钒氧物种在TiO2纳米管表面呈高度分散状态.3-甲基吡啶氨氧化反应结果表明,以120 ℃制备的TiO2纳米管为载体负载V2O5催化剂的催化选择性最高.     

锂掺杂对单壁氮化硼纳米管阵列储氢的影响

采用巨正则蒙特卡罗方法,研究了锂掺杂对单壁氮化硼纳米管阵列(SWBNNTA-SingleWalled Boron Nitride Nanotube Array)物理吸附储氢的影响.揭示了锂掺杂是提高SWBNNTA储氢能力的有效手段,并给出了最佳的掺杂方案.计算结果表明,选择最佳的掺杂方案,并合理控制SWBNNTA的结构与尺寸,可使锂掺杂SWBNNTA在常温、中等压强下的物理吸附储氢量达到和超过美国能源部提出的2015年研究目标.