基于CDs@SiNWs的光电化学免疫传感器构建及性能研究

采用金属辅助化学蚀刻法制备高定向硅纳米线阵列(silicon nanowire arrays, SiNWs),结合碳点(carbon dots,CDs)改性制备了一种新型无标记光电免疫传感器,用于心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I, cTnI)的检测。N型SiNWs作为光阳极,可获得强的光电信号基底响应。采用旋涂法将CDs负载于SiNWs表面,可以提高SiNWs对可见光的吸收能力,促进光生载流子分离,从而提高SiNWs的光电性能;同时,CDs为抗体连接提供了羧基活性位点。基于CDs@SiNWs的光电免疫传感器对cTnI的检测具有良好的线性范围(0.005～5.000 ng/mL)和较低的检出限(3.79 pg/mL)。所设计的光电化学（photoelectrochemical, PEC）免疫传感器具有良好的灵敏度、稳定性和重复性。该电极可实现无标签检测,为实现cTnI的即时检测提供了新的途径。     

阳极电解制备n型多孔硅及光反射特性的影响研究

采用双槽电化学阳极蚀刻法制备了n型多孔硅,并用带积分球的光度分光计测试了多孔硅的光反射率.研究了蚀刻电流密度、蚀刻时间和HF浓度等对多孔硅孔隙率和反射率的影响规律.结果表明:随着电流密度和蚀刻时间的增加,多孔硅表观孔隙率增加;多孔层的存在能显著降低反射率,且较小的电流密度和蚀刻时间,更有利于反射率降低;电流密度10 m A·cm-2制备的多孔硅平均反射率降低到9%,蚀刻时间10 min下制备的多孔硅平均反射率降至5%;HF浓度对反射率的影响不大.     

铁钴合金纳米线有序阵列的制备及其磁性表征

用电化学法制备了高度有序的多孔阳极氧化铝（AAO）模板，选摩尔比为1：1的CoSO4和FeSO4混合溶液为电解液，用交流电化学沉积法在多孔阳极氧化铝的柱形微孔内制备Fe0.5 Co0.5合金磁性纳米线有序阵列．分别用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪对多孔氧化铝模板和纳米线阵列的微观形貌和结构进行分析，用振动样品磁强计（VSM）对样品的磁学性能进行测试．结果显示，制备的磁性合金纳米线表面光滑、均匀，纳米线中的晶粒在生长过程中有（200）晶面的择优取向．VSM测试结果表明，纳米线阵列结构具有较高的垂直磁各向异性，当外场沿纳米线轴向磁化时，纳米线阵列有很大的剩磁比（Mr／Ms=0．7）和很大的矫顽力（饱和Hc=1700 Oe），说明样品经适当热处理后，剩磁比和纵向矫顽力普遍得到提高．     

原子层沉积二氧化钛提高氮化镓纳米线的光电化学光探测稳定性（英文）

紫外光探测在光通信、化学与生物相关传感应用中发挥着重要作用。基于氮化镓纳米线的光电化学光探测器以其自供能、环境敏感等特性受到广泛关注。然而，氮化镓纳米线在光电化学环境中易受到光腐蚀，极不稳定。为了提高氮化镓纳米线在光电化学环境中的稳定性，在研究了氮化镓纳米线的光电化学光探测性质的基础上，提出一种利用原子层沉积技术在纳米线表面均匀包覆一层超薄的（～4 nm）二氧化钛保护层，以改善氮化镓纳米线的光电化学稳定性的方法。实验结果表明，相较于未被包覆的氮化镓纳米线，被二氧化钛保护层包覆的氮化镓纳米线在365 nm紫外光照下的光电流密度在2 000 s的测试时间内的衰减程度有所下降。具体而言，未被包覆的氮化镓纳米线的光电流衰减系数高达85%；而包覆了二氧化钛保护层的氮化镓纳米线的光电流衰减系数可降至49%。该研究成果为构建长期稳定的氮化镓纳米线基光电化学型光探测器提供了参考。     

混合微波退火改性Cd2SnO4光阳极用于光电催化水氧化性能的研究

首次采用混合微波退火法制备了改性Cd₂SnO₄光阳极,有效地提高了Cd₂SnO₄光阳极的光电催化水氧化性能。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、拉曼光谱(Raman spectroscopy, Raman)、比表面积分析仪(Brunauer-Emmett-Teller surface area, BET)和稳态荧光光谱仪(photoluminescence spectroscopy, PL)等对混合微波退火改性前后的Cd₂SnO₄光阳极的表面形貌、晶体结构和组成进行了表征。性能测试结果表明,在1.70 V可逆氢电极(reversible hydrogen electrode, RHE)电压下,混合微波退火改性的Cd₂SnO₄光阳极光电流密度为12 μA/cm²,与传统热烧结制备的Cd₂SnO₄光阳极相比,其性能提升了3倍。根据电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectra, EIS)和PL光谱测试结果可知,改性的Cd₂SnO₄光阳极的光电催化水氧化性能的提升可以归因于多孔结构导致的光生电子空穴分离速率的提升。     

激光微织构泡沫铜的氧化铜纳米线制备及其光催化性能研究

本文采用激光织构与热氧化法相结合,以泡沫铜为基底制备具有微阵列结构的氧化铜纳米线(CuO NWs).采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对样品表面形貌及成分进行表征,讨论激光织构表面微结构对氧化铜纳米线生长的促进作用,设计不同的加工参数研究激光织构对氧化铜纳米线生长的影响,并通过光催化降解甲基橙溶液考察了CuO NWs的光催化性能.实验结果表明,经过激光织构的泡沫铜能增大纳米线的生长面积,提高样品表面氧元素的含量,有效地促进生长过程中氧化铜纳米线长度和密度的提高.不同的激光参数对纳米线的生长产生一定影响,具有良好的调控作用.CuO NWs光催化降解甲基橙的降解率可达97%,循环测试5次后的降解率仍可保持在96%,可见其稳定性良好,而且其片状结构更易回收,重复利用率高,具有优异的光催化性能.     

抗生素亚胺培南探针分子设计及传感性能研究

抗生素亚胺培南（imipenem,IPM）用药治疗败血症患者感染需要快速做出反应,目前的血药监测方法严重延迟药物注射。设计金属元素掺杂型石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）,可实现荧光法快速测定IPM和开辟荧光法检测抗生素的新途径。采用水热法制备了铁掺杂GQDs （Fe-GQDs）,用于快速探测IPM。采用透射电子显微镜（transmission electron microscopy,TEM）、X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）以及荧光光谱等方法,探讨不同铁源起始剂对GQDs荧光性能及传感性能的影响,并分析了乙酸铁为铁源制备的Fe-GQDs的微观结构及荧光性能。结果表明：以乙酸铁为起始剂制备的Fe-GQDs荧光性能最佳,且对IPM具有显著的荧光淬灭效应。所制备的Fe-GQDs荧光淬灭强度（F/F₀）与IPM浓度（concentration,C）呈线性关系,线性方程为${F/}{{F}}_{\text{0}}\text{= 0.983}-\text{4.23×}{\text{10}}^{-3}\text{}$C,线性相关系数（R²）为 0.997,线性范围为0.007～0.073 g/L。Fe-GQDs探针分子对血浆中常见有机分子和金属离子具有良好的抗干扰性,检测IPM误差为1.6%～4.6%。     

Fe2O3/BiFeO3铁电复合材料的光电化学性能

通过水热法制备氧化铁纳米棒阵列,用溶胶-凝胶法旋涂铁酸铋对纳米棒阵列进行修饰,以半导体复合的方式提高Fe2O3的光电化学性能;采用XRD、SEM对复合材料进行物相、形貌表征,通过电化学工作站测试复合材料的线性伏安曲线,交流阻抗;考察复合材料光电化学性能的增强机制.结果表明:氧化铁与铁酸铋复合的最佳退火温度为600℃,在...     

基于石墨烯/聚苯胺纳米线阵列复合薄膜的柔性超级电容器

该文报道了基于石墨烯/聚苯胺纳米线阵列自支撑薄膜的柔性超级电容器.首先通过抽滤方法制备了柔性的石墨烯自支撑薄膜,然后在石墨烯薄膜表面原位生长聚苯胺纳米线阵列,得到了石墨烯/聚苯胺纳米线阵列柔性复合薄膜.同时,基于该柔性薄膜组装出三明治结构的柔性超级电容,并测试了其电化学性能.结果表明复合的薄膜具有优异的比电容（278Fg？1）和循环稳定性（循环8000次,容量保持80%）.     

银纳米线柔性透明导电薄膜的制备

采用多元醇法制备了直径约40 nm、长径比约300的银纳米线.以聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(polyethylene terephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate, PETG)膜为基底,采用旋涂法制备了银纳米线柔性透明导电薄膜,探究了不同辅助成膜剂对成膜性能的影响.发现以黄原胶为辅助成膜剂制备的银纳米线薄膜具有较理想的透明性和导电性;银纳米线分散液沉积密度对银纳米线薄膜的透明性和导电性有重要影响,当沉积密度为10 mg/cm²时,银纳米线薄膜的透光率和导电性能最优;弯曲测试结果表明,银纳米线薄膜具有很好的柔韧性.     

石墨烯量子点对PVA偏光膜的改性

用刮膜机在镜面不锈钢钢板上铺出聚乙烯醇(PVA)原膜,再经过染色、拉伸、补正等工艺制备PVA偏光膜.通过水热法制备的石墨烯量子点(GQDs)尺寸主要分布在2~4 nm,且其水溶液在500~400 nm间的光透过率下降22%,将PVA粉体溶在制得的GQDs水溶液中,制备PVA/GQDs复合偏光膜.结果表明:与PVA偏光膜相比,单片透过率略有下降,但GQDs的加入使偏光膜的直交透过率降低且低于0.1%,从而提高偏光膜的偏振度,达到99.9%以上.     

Ag@ AgCl等离子体负载TiO2光催化剂的制备及其对氯霉素的降解研究

采用蒸汽热法制备锐钛矿相TiO2,利用沉积-沉淀法和光化学反应将AgCl分散到TiO2上,通过光化学反应将Ag+还原,获得Ag@AgCl等离子体负载TiO2光催化剂。通过XRD、TEM、UV-vis漫反射吸收光谱(DRS)对产物进行表征,研究光催化剂对氯霉素的光催化降解性能。结果表明,Ag@AgCl等离子体负载TiO2光催化剂对氯霉素具有良好的光催化活性,其在高压汞灯下30 min的降解率可达95%,在Xe灯下180 min的降解率可达60%。     

TiO2/SiO2/GQDs双层增透膜的制备及其在太阳能板中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂ 和TiO₂ 纳米溶胶,采用水热法制备了石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）。为进一步提高光伏太阳能板的透光率,设计了一种TiO₂/SiO₂/GQDs双层增透膜结构。探究了薄膜的结构、自清洁性能和增透性能,并进一步讨论了GQDs在增透性中的作用。结果表明,SiO₂-TiO₂/TiO₂-GQDs结构的双层薄膜厚度为120 nm时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的85%增加至95%。接触角实验和室外耐环境性能实验测试表明,复合膜层接触角为10°,并具有良好的亲水性和耐环境性能。此外,户外实验结果表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高6%。由此说明双层增透膜可有效地提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效地利用太阳能。     

无掩模选择性制备硅纳米线阵列及其光致发光

基于金属辅助硅化学刻蚀发展了一种无掩模选择性区域制备硅纳米线阵列的方法, 并利用该方法成功制备了图形化的硅纳米线阵列. 扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM) 分析表明, 所制备的硅纳米线阵列是高质量的多孔微纳米结构, 并利用拉曼光谱仪研究了室温下硅纳米线阵列的光致发光特性. 结果表明, 硅纳米线阵列可实现有效的光发射, 发光波峰为663 nm. 该方法工艺简单、有效, 可潜在地应用于构筑硅基光电集成器件.     

碳离子注入辅助在6H-SiC表面制备石墨烯

为了寻找一种更便捷、更经济的在半导体SiC基底上直接生长石墨烯的方法,将5 keV C离子注入商用6H-SiC(0001)单晶,通过拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征研究石墨烯质量和生长过程.实验中还研究了不同降温速率以及石墨舟的封闭环境对石墨烯生长的影响,并基于Si原子的蒸发提出一个可能的...     

Characterization and application of Cu based superhydrophobic catalyst

Superhydrophobic (SH) Copper salt was prepared with the help of three different chemical etching agents and characterized by various analytical techniques like Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, UV–visible spectroscopy, X-ray diffractogram (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and scanning electron microscopy (SEM). The SH nature of the material was confirmed by water contact angle (WCA) measurement. Cu surface with the etching agent was made to produce SH Cu surface. Among the chemical etching agents the system with Cl, F and Si exhibited the SH character. The SH hierarchically structured heterogeneous materials produced were used as a catalyst for the reduction of Cr(VI) and 4-nitrophenol (NiP). The catalytic activities of the materials were compared on the apparent rate constant (k_app) and induction time (T_i). Among the catalyst systems used, the Cu-Trichoropentaflourooctylsilane (TCPFOSi) system exhibited the highest k_app and T_i values.     

Hydration mechanism of a cementitious material prepared with Si-Mn slag

A cementitious material was prepared by mixing 80wt% Si-Mn slag powder, 10wt% lime, and 10wt% anhydrite. The compressive strength of mortar samples reaches 51.48 MPa after 28 d curing. The analyses of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) show that much ettringite is formed in the sample cured for 3 d, and C-S-H gel increases rapidly during subsequent curing. Nuclear magnetic resonance (NMR) analysis of 29Si and 27Al and infrared spectroscopy (IR) analysis show that aluminum decomposition from tetrahedral network of the slag glass and its subsequent migration and re-combination play an important role in the process of hydration and strength development of the samples.     

碳点修饰硅在锂离子电池中的应用研究

Silicon (Si) particles were functionalized using carbon dots (CDs) to enhance the interaction between the Si particles and the binders. First, CDs rich in polar groups were synthesized using a simple hydrothermal method. Then, CDs were loaded on the Si surface by impregnation to obtain the functionalized Si particles (Si/CDs). The phases and microstructures of the Si/CDs were observed using Fourier-transform infrared reflection, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and high-resolution transmission electron microscopy. Si/CDs were used as the active material of the anode for electrochemical performance experiments. The electrochemical performance of the Si/CD electrode was assessed using cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and constant current charge and discharge experiment. The electrodes prepared with Si/CDs showed good mechanical structure stability and electrochemical performance. After 150 cycles at 0.2 C, the capacity retention rate of the Si/CD electrode was 64.0%, which is twice as much as that of pure Si electrode under the same test conditions.