Nanoengineering of amino - functionalized mesoporous silica nanospheres as nanoreactors

Selective functionalization of mesoporous silica nanospheres (MSNs) is crucial for nanoengineering of MSNs. Herein, we have combined “surface-protected etching strategy” and “cationic surfactant assisted etching strategy” to prepare functionalized MSNs with externally attached amino groups. The externally attached NH2 groups endow the catalysts with excellent catalytic performance for nitroaldol reaction between nitromethane and benzaldehyde. In addition, those NH2-MSNs can also be used to support gold nanoparticles, which display very good catalytic performance for reduction of 4-nitrophenol. It can be envisioned that the synthesis protocol developed in this work could also be extended to nanoengineered MSNs, which provides opportunities for nanoreactors design.     

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.     

TiOF2光催化降解甲基橙的影响因素研究

通过溶胶-凝胶法制备氟氧钛（TiOF₂）花状纳米球，采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱分析仪（FT-IR）和固体紫外漫反射仪（UV-Vis DRS）等手段对TiOF₂花状纳米球进行表征分析，并通过实验探究了不同条件下TiOF₂对甲基橙染料废水的光催化降解性能。在300 W氙灯模拟太阳光照射2.5 h条件下，质量浓度0.5 g/L TiOF₂光催化剂对初始质量浓度20 mg/L、pH呈中性、体积为100 mL的甲基橙染料废水在20 ℃反应条件下降解效果最佳，催化降解率可达97.3%。此结果说明所制备的TiOF₂光催化剂对甲基橙染料废水具有良好的光催化活性。     

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。     

铬掺杂二氧化硅纳米球的铬辅助合成和尺寸控制

采用汽相传输技术,利用Si为衬底,在700℃制备了Cr掺杂的SiO2纳米球.CArCl2粉末不但可以作为掺杂剂,还可以通过和衬底硅反应,从而降低了SiO2纳米球的合成温度.并且通过改变载流气体中氧气的含量可以控制SiO2纳米球的尺寸和氧含量.这种采用Cl辅助合成并对纳米球尺寸、氧含量、掺杂元素含量进行控制的方法为纳米材料合成技术提供了新的手段.     

聚吡咯纳米小球的光电探测性能研究

通过微乳液法制备尺寸均一的聚吡咯(PPy)纳米小球,并通过溶液沉积法在氧化铟锡玻璃表面制备聚吡咯纳米小球的光电化学池工作电极,以研究其光电探测响应性能。利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis),拉曼光谱仪 (Raman)及X-射线粉末衍射仪(XRD),表征及探讨所制备的聚吡咯纳米小球的形貌、尺寸及其物理和化学性能;采用光电化学池的方法对所制备的聚吡咯纳米小球进行光电探测,通过调节测试参数,系统研究聚吡咯纳米小球的光电探测响应行为。结果表明：制备的PPy纳米小球尺寸均一,缺陷少,光电探测能力强(904 nA/cm2),响应速度快(0.6 s)并赋有高的环境稳定性。研究结果可为开拓高性能基于导电聚合物的光电探测器提供理论基础。     

功能化多孔碳纳米球的制备及电化学性能

以聚吡咯(PPy)纳米球为前驱体,经1 000℃高温炭化后,采用KOH在750℃进行活化制备多孔碳纳米球(PCS),并利用对巯基苯胺(PATP)与PCS进行溶剂热反应对PCS进行功能化处理,制备了高密度的功能化多孔碳纳米球(PATP-PCS).结果表明,经过PATP功能化之后,低密度的多孔炭材料转变为高密度的功能化炭材料.PATP-PCS的体积电容在0.5 A/g时可达183.63F/cm~3;当电流密度增大到20 A/g时,体积电容仍有123.14F/cm~3,显示出优异的倍率性能;在电流密度为10A/g的条件下,经过3 000次恒流充放电循环后,其循环寿命高达94.7%,表明了突出的循环稳定性.     

聚吡咯/海藻酸锰小球的性能研究

将海藻酸钠水溶液滴加到Mn Cl2水溶液中凝固成海藻酸锰小球。海藻酸锰小球吸附吡咯单体,在酸性KMn O4溶液中使吡咯单体氧化聚合成聚吡咯(PPy),得到聚吡咯/海藻酸锰复合小球(MPM)。用红外光谱仪、扫描电子显微镜和电化学工作站表征了复合小球的结构、形貌和电化学性能。结果表明:直径为200⁵00 nm的PPy微球聚集在海藻酸锰小球的表面。随着海藻酸钠在Mn Cl2水溶液的凝固时间增加,MPM的PPy含量偏低,复合小球的电容值减小。这种具有导电和生物相容性的MPM将在新型电极材料领域得到应用。     

SiO_2-Ag(Ag_2S)介孔纳米微球的制备与表征

以三乙醇胺为催化剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过硅烷四乙酯(TEOS)和3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)共水解,成功制备了巯基功能化介孔二氧化硅纳米微球.用盐酸-乙醇混合溶液去除模板后,这种介孔纳米微球能有效吸附银离子,进一步反应得到SiO2-Ag和SiO2-Ag2S复合纳米微球.用X射线衍射、透射电子显微镜、热分析以及紫外-可见光谱表征了微球形貌、结构与性能.这种复合纳米微球平均粒径约70nm,Ag2S微粒小于10nm且担载于SiO2微球表面,而Ag量子点则包覆于介孔硅的内部,在350nm到700nm范围呈现明显的宽吸收.另外,这两种复合纳米微球作为无机抗菌剂都表现出良好的抗菌性能.     

壳聚糖基荧光纳米微球的合成及性质

利用乙醇辅助的静电络合法在水溶液中成功合成了包覆CdSe／ZnS量子点的壳聚糖荧光纳米微球,可以通过调节壳聚糖、L--胺四乙酸及量子点等3种原料的投料比,实现对产物微球表面电荷和粒径的控制．采用动态光散射和荧光光谱研究微球,分别证实了产品的生理介质稳定性和优异荧光性质．荧光纳米微球在生理盐水中可以稳定存储两周以上,且荧光性质不变．因此,结合微球表面丰富的可修饰性官能团,表明荧光纳米微球在生物标记及检测方面拥有巨大的潜力．