表面活性剂对纳米材料形貌及尺寸控制的影响

样品形貌和粒径大小是影响材料物理及化学性能的两大因素，表面活性剂在实现功能材料的尺寸设计及形貌控制中起着重要作用。本文依据表面活性剂的特殊结构，综述了表面活性剂疏水基和亲水基对合成纳米材料形貌结构的影响，同时介绍了表面活性剂的浓度及种类对纳米材料尺寸带来的影响。     

表面活性剂对Mg-Al层状双金属氢氧化物生长影响

通过选择三种表面活性剂:非离子表面活性剂(聚乙烯吡咯烷酮)、阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠)、阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)制备Mg-Al-LDHs材料,研究了表面活性剂的种类、浓度等因素对Mg-Al-LDHs生长的影响.利用X射线衍射、扫描电镜、红外光谱等分析技术研究了Mg-Al-LDHs材料的结构、形貌和尺寸.初步研究了Mg-Al-LDHs生长的最佳条件.实验结果表明:表面活性剂的加入不改变Mg-Al-LDHs的层状结构,但是改变其结晶性和晶胞参数;表面活性剂浓度的增加使颗粒尺寸增大,结晶性增加;不同类型的表面活性剂使Mg-AlLDHs呈现束状、花簇状等不同的形貌.     

不同结构 ZnO 的可控合成及其对气敏性能的影响

材料的微观形貌是影响其气敏性能的主要因素. 低维结构材料因反应时的团聚问题, 极大地限制了其应用. 因此, 通过设计合成多级结构的纳米材料来提高性能至关重要. 通过控制水热时间、阴离子表面活性剂柠檬酸钠的浓度以及 pH 值来调节形貌, 在水热条件下成功合成了多级片球状、片花状以及馒头状 3 种形貌的 ZnO 纳米材料. 通过对气敏性能进行测试, 发现多级片球状形貌具有较好的气体敏感性. 在 340 ${^\circ}$C 时, 对 100$\times10^{-6}$ 正丁醇的气敏响应达到 238, 比相同条件下的乙醇高 2.12 倍, 显示出了较好的选择性. 通过研究多级结构的生长机理及传感机制, 为设计多级体系结构 ZnO 高性能气敏材料提供了数据依据.     

不同结构ZnO的可控合成及其对气敏性能的影响

材料的微观形貌是影响其气敏性能的主要因素.低维结构材料因反应时的团聚问题,极大地限制了其应用.因此,通过设计合成多级结构的纳米材料来提高性能至关重要.通过控制水热时间、阴离子表面活性剂柠檬酸钠的浓度以及pH值来调节形貌,在水热条件下成功合成了多级片球状、片花状以及馒头状3种形貌的ZnO纳米材料.通过对气敏性能进行测试,发现多级片球状形貌具有较好的气体敏感性.在340℃时,对100×10^-6正丁醇的气敏响应达到238,比相同条件下的乙醇高2.12倍,显示出了较好的选择性.通过研究多级结构的生长机理及传感机制,为设计多级体系结构ZnO高性能气敏材料提供了数据依据.     

不同形貌掺杂态聚苯胺纳米半导体材料的界面法合成

利用界面自组装聚合法,用FeCl3作氧化剂,成功地合成了不同形貌掺杂态聚苯胺(PANI)纳米半导体材料.用透射电镜(TEM),红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)及四探针等手段对所得各种PANI纳米半导体材料进行了表征.实验表明,通过控制甲酸的浓度可以得到不同形貌的甲酸掺杂的聚苯胺(F/PANI)纳米材料,进一步加入不同种类的表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)也可使共掺杂CTAB/F/PANI和SDS/F/PANI纳米材料的形貌发生改变,表面活性剂的加入还可使PANI的导电性能有很大的改善.     

CaWO4纳米材料的合成

研究了表面活性剂胶束法制备CaWO4纳米材料.在TEM、XRD和TG-DSC等手段表征的基础上,讨论了在不同反应条件下胶束模板的形态及纳米CaWO4的生长机制.研究结果表明,使用表面活性剂CTAB和OP-10/KH-B92复配体系两种方法,均制备出低维结构的CaWO4纳米材料,且样品尺寸均匀,分散性较好.     

纳米材料的制备、特性及研究进展

纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。纳米粒子的表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应影响物质的结构和性质。本文将从纳米材料的分类、制备方法、纳米材料的特性、应用进展、前景展望等方面对其进行介绍。     

不同表面活性剂作用下纳米FeOOH的合成与表征

基于表面活性剂和天然聚合物调控下制备晶型稳定和形貌特殊的纳米羟基氧化铁(FeOOH)颗粒,采用X射线衍射仪、红外光谱仪和透射电镜,系统地探讨了不同表面活性剂作用下FeCl_3溶液在pH=11及40℃下水浴陈化24h形成铁矿物的晶型及结构形貌.结果表明:Fe(Ⅲ)经水解中和可形成针铁矿(α-FeOOH)纳米颗粒;各产物中α-FeOOH的晶型、颗粒尺寸和形貌结构差异不明显,证实了阴离子、阳离子和非离子表面活性剂所带电荷对形成的同一矿相产物没有影响;DTAB、AEO-3P、SDBS、F127和Tween80作用下形成的产物中还含有结晶性较差的水铁矿相,表明表面活性剂所含基团会抑制水铁矿向针铁矿转化;含相同基团的阳离子表面活性剂的链长对形成产物α-FeOOH没有影响.     

利用廉价硅酸盐为硅源合成微米级球形介孔二氧化硅

利用廉价的硅酸盐为二氧化硅前驱体,以非离子和阳离子表面活性剂为混合模板剂合成微米级的介孔二氧化硅,控制非离子和阳离子表面活性剂的量可以得到分散性较好的介孔二氧化硅球,并用SEM,XRD以及N2吸附-脱附,对所得介孔二氧化硅材料的宏观形貌和微观结构进行了表征。讨论了2种表面活性剂的比例对介孔二氧化硅形貌的影响,并用混合模板机理解释了球形介孔材料形成的原因。     

ZnO纳米材料抑菌活性研究

为了探讨纳米材料的尺寸和浓度对其抑菌活性的影响,选用两种尺寸不同的ZnO纳米材料,通过TEM、SEM、XRD和Raman表征纳米材料的形貌、尺寸、晶体结构和化学成分,通过抑菌活性测试比较两种材料的抑菌性能.结果表明,ZnO纳米材料A的尺寸比B小,均属于六方晶系,具有纤锌矿结构,晶体质量良好.抑菌实验表明,两种纳米ZnO材料均对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有明显的抑制效果,浓度增大,抑菌圈直径也增大,即纳米材料浓度与抑菌效果正相关.浓度相同时,材料A比B显示出更强的抑制作用.相比之下,尺寸小的纳米ZnO材料是更有效的文物保护抑菌剂.     

表面活性剂对溶胶－凝胶－水热法合成金红石型TiO2及电化学性能的影响

采用溶胶－凝胶－水热法,以钛酸丁酯为原料,分别用十六烷基三甲基溴化铵(CATB)、十二烷基苯磺酸钠（LSA）、六次甲基四胺（HTM）3种表面活性剂,制取特殊形貌的TiO2．扫描电子显微镜和粉末X射线衍射仪测试结果表明,所合成产品具有花簇状的微纳米结构,都为金红石型TiO2．表面活性剂不影响TiO2的晶型,但影响TiO2的形貌、尺寸及分散度．阳离子表面活性剂CATB有利于提高TiO2的分散度,改善团聚程度;HTM利于TiO2自组装成由纳米棒构成的球形颗粒．以CATB表面活性剂制备的TiO2作为锂离子电池负极活性材料,充放电和阻抗测试结果表明,在167.5mA/g电流密度下放电比容量达128mA/g,循环50次后,放电比容量仍保持为110mAh/g,显示了该电极材料的潜在价值．     

不同形貌纳米结构的氧化亚铜薄膜的制备及光电性能研究

采用铜阳极氧化法生成了各种形貌的氧化亚铜薄膜材料.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、开路电压(open circuit)等测试方法对样品的结构及光电化学性能进行了表征.结果表明：反应时的面电流密度及表面活性剂对氧化亚铜形貌有比较大的影响.当CTAB为表面活性剂时,随面电流密度增大,氧化亚铜的形貌从网状、片状到棒状转化.当阳极液中表面活性剂为CTAB、PVP、PEG时,可以分别得到纳米带状、枝桠状及纳米线状的氧化亚铜,并且纳米线状的氧化亚铜具有最好的光电性能.     

微乳法制备纳米硅酸钙

利用溶剂热的方法,在阳离子表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化胺)的存在下,制备出了不同形貌的硅酸钙纳米晶粒.通过改变水与表面活性剂的浓度的比值,发现对产物硅酸钙形貌的控制有着重要的影响,并对硅酸钙的生成机理做了初步的探讨,认为水与表面活性剂的浓度比值在反应物的浓度逐渐增大时,胶团的内部有更多的反应物聚集,使产物尺寸变大,促进了产物的晶化,易形成棒状的结构;反之,易得到球形的纳米晶.     

表面活性剂在GeO_2湿化学制备体系中的应用

表面活性剂是富集于相与相交界之间的区域,并对界面性质及相关工艺产生影响的一类物质。近年来在各种纳米材料制备中扮演了一个重要的角色,在定向设计多样性的纳米材料以及控制纳米材料的分散等方面起着重要的作用。本文根据近年来湿化学体系下制备GeO2纳米材料的进展,结合表面活性剂的特性。分类地总结了它们在制备GeO2纳米材料中的作用机理和特点。     

SDS辅助微波水热法合成氧化锌纳米结构

为了解决ZnO纳米材料在光催化处理染料溶液的效率低问题,以乙酸锌和氢氧化钠为原料,通过微波水热法制备了纳米ZnO光催化剂.利用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等检测手段对ZnO产物的形貌和结构进行表征;以十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,研究了表面活性剂的含量对氧化锌纳米结构的影响;以甲基橙溶液为降解物,研究了ZnO产物的光催化性能.结果表明：当驱体溶液添加1.5 g的SDS时,产物呈现海胆状结构,平均直径约为1.5μm; SDS的加入提高了材料的比表面积及可见光利用率,当可见光照射100 min时,该产物对MO溶液具有很好的降解效果,其降解率则高达96.6%,远高于未添SDS的产物.     

磷酸钙纳米材料的制备、性能及应用

 磷酸钙作为生物体硬组织中主要的无机成分,具有良好的生物相容性、生物活性及生物可降解性,广泛应用于骨组织与牙齿修复和替换、药物输运和控制释放、基因转染及诊断成像等生物医学领域。人工合成磷酸钙材料的组成、结构、尺寸、形貌和结晶度等特性均与材料的制备方法有关,且材料的这些特性对其应用起到决定性作用。因此,发展不同的方法制备出具有特定组成、结构、尺寸、形貌、结晶度和性能的磷酸钙纳米材料对其应用至关重要。本文综述近年来在磷酸钙纳米材料的制备、表征、性能和应用研究方面所取得的最新进展,讨论室温制备法、溶剂热/水热合成法、微波辅助快速合成法、静电纺丝法及含磷生物分子磷源合成法等制备方法,分析磷酸钙纳米材料的性能及其在药物装载和可控释放、蛋白质吸附及释放、生物成像等领域的应用,展望磷酸钙纳米材料研究领域的发展趋势。     

单微乳体系中钼酸锰纳米材料的原位生长热动力学研究

钼酸锰纳米材料在光电、催化、磁、机械领域具有重要的应用,现有研究显示其性能与形貌和尺寸具有显著的关系,因此研究纳米钼酸锰生长过程的规律和特征及对生长参数进行定量表征为实现可控合成满足特定需要具有重要的科学意义。但目前已经发展的研究纳米材料的生长过程技术方法,鲜有用通常的生长参数描述纳米材料生长过程的瞬时变化动态精细信息获取其生长的规律和特征。本文采用微量热技术获取了单微乳液法合成不同形貌尺寸MnMoO4纳米材料原位生长过程的特征热谱,结合FE-SEM技术探讨了不同反应参数对MnMoO4纳米材料形貌尺寸及原位生长过程热动力学行为的影响规律,利用热动力学方程获取了生长参数,并且与形貌进行关联,进一步诠释纳米材料的形成机理,最终为发展纳米材料的可控生长提供有力的科学依据。     

表面活性剂对制备石英管薄膜电阻的影响

研究在复合电沉积过程中不同表面活性剂对镀层粒子SiO2含量、镀层形貌及电阻率的影响。用扫描电镜、X射线衍射、能谱等手段对镀层表面形貌、微观结构进行检测,并且使用万用电表和SDHC型数字点式测量仪对表面电阻率进行分析测量。实验结果表明,非离子和阳离子表面活性剂的联合使用有利于粒子和基质金属的共沉积,当非离子表面活性剂质量浓度为0.02 g/L,阳离子表面活性剂质量浓度为0.08 g/L时,镀层的微粒含量为3.53%,其电阻率为5.723 kΩ.μm,且表面形貌较好。     

表面活性剂对制备纳米MoS2颗粒的影响

采用表面活性剂促助法制备纳米MoS2颗粒,考察不同类型的表面活性剂对产物结构和形貌的影响.用红外光谱(IR)考察改性后纳米颗粒的表面结构,用透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征产物的形貌和结构.研究结果表明:不同类型的表面活性剂及其复配剂均对产物进行不同程度的改性,其中,阳离子型表面活性剂的改性效果最好,但阴离子型和非离子型表面活性剂的复配作用促助产生特殊的MoS2纳米杆结构,而且这种纳米杆并没有出现常见的层状结构或特殊的富勒烯结构.     

双膜分散法制备超细氧化锌颗粒

以氯化锌和氢氧化钠为反应物,中空纤维膜为分散介质,采用双膜分散法制备氧化锌颗粒。研究了两膜组件间距、分散相流速及表面活性剂对颗粒尺寸和形貌的影响。所得产物的SEM和粒度分布分析结果表明:两膜组件间距对颗粒平均尺寸无明显影响;无表面活性剂时,颗粒尺寸随着分散相流速的增大而增大,当流速从10 mL/min增大到40 mL/min时,平均粒径从307 nm增大到476 nm;表面活性剂的加入能有效抑制颗粒的生长,且颗粒尺寸随着分散相流速的增大而减小,当分散相流速由20 mL/min增至70 mL/min时,颗粒平均粒径由182 nm减小到45 nm。