手性等离激元纳米结构制备及其应用

手性是自然界物质普遍存在的特征.手性等离激元纳米结构因其优异的光学活性近年受到业界广泛关注.介绍了手性的基本概念和表征方法,综述了3种常用的产生等离激元圆二色响应的纳米结构及其制备方法,总结了其在多方面的应用.纳米制造技术的发展促进了复杂的手性等离激元纳米结构"自上而下"的合成,与此相对应,手性模板和手性分子诱导的手性转移,则为手性纳米结构"自下而上"的湿化学合成提供了多种可行性.具有手性光学响应的等离激元纳米结构主要有3种类型.利用手性分子和非手性等离激元纳米颗粒之间的偶极—偶极相互作用可诱导PCD,但手性响应通常较弱.具有手性形状的单个纳米结构及非手性等离激元纳米颗粒构成的手性组装结构则可产生强烈的手性光学响应.手性等离激元纳米结构在手性光学器件、手性物质检测、手性催化和生物医学等方面展现了广阔的应用前景.     

纳米Ni/Fe双金属催化降解盐酸环丙沙星的研究

用液相还原法制备纳米Ni/Fe双金属,通过比表面分析仪(BET)、X射线衍射分析仪(XRD)、透射电镜(TEM)对其进行了表征.研究结果表明,制备的纳米金属颗粒直径在10～20 nm,比表面积为68 m2/g.纳米Ni/Fe投加量为0.43 g/L,盐酸环丙沙星的初始质量浓度为30 mg/L,初始pH为7的降解效果最好,催化反应60 min后,降解率达83.3%.在最佳反应条件下,纳米Ni/Fe、纳米零价铁和商业铁粉的降解效率顺序为:纳米Ni/Fe双金属>纳米零价铁>商业铁粉.纳米Ni/Fe双金属对盐酸环丙沙星的降解反应近似符合一级动力学方程.     

Ag@Au双金属纳米颗粒的制备和表征

采用种子生长法制备了银纳米颗粒,通过电置换反应将单金属银颗粒转变为中空金银双金属纳米颗粒.电镜表征及吸收光谱的结果表明,通过控制种子溶液的加入量、超声时间和离心次数等条件,能够有效调控金属纳米颗粒的尺寸以及局域表面等离激元的共振峰位与目标分子匹配;进而可以利用配体交换反应在金属纳米颗粒表面包裹TDBC分子薄膜,实现表面等离激元-分子激子的强耦合.     

铜系导电涂料中纳米铜粉抗氧化问题的研究

以水合肼为还原剂、PVP(聚乙稀吡咯烷酮)为分散剂,采用二月桂酸二丁基锡对纳米铜颗粒表面进行活化处理,然后采用置换反应法制备得到了与原纳米铜粉粒径和形貌大致相同的核壳型铜-银双金属粉末,采用XRD,XRF,TGA等手段,分析了核壳铜-银双金属粉的抗氧化性能,并用TEM对粉末形貌进行了表征.结果表明,经表面活化处理后得到的核壳铜-银双金属粉,在银含量较低(37.68%)时,也能形成完全包覆型结构,至700℃以下不被氧化.     

PVDF膜载Pd/Fe催化剂制备及性能研究

采用对PVDF膜载体亲水化处理后涂敷方法和直接原位聚合方法制备不同的PVDF膜载纳米Pd/Fe双金属催化剂,通过扫描电镜(SEM)对膜的表面形态进行表征结果表明,亲水化处理与交联处理影响了复合膜上纳米钯/铁双金属颗粒的分散状态,膜载铁量的测定进一步证明,经过亲水化处理涂敷方法比原位聚合方法在载铁量上更具有优势,不同膜对一氯乙酸脱氯研究表明,Pd/Fe还原膜对微量一氯乙酸均具有一定的降解能力,相比原位聚合工艺的降解率60.5%,涂敷方法降解率可达77%.就本实验条件对比发现,浸涂工艺具有一定的实际应用前景,经改性后的PVDF膜载纳米Pd/Fe双金属体系对于降解含氯有机物也具有一定的实用价值.     

Ag-Cu双金属纳米粒子的制备及其电催化性质

在β-环糊精(β-CD)溶液中,用柠檬酸三钠还原AgNO3制备了银纳米粒子,以银纳米粒子为品种,用水合肼还原CuSO4制备Ag-Cu双金属纳米粒子,并用紫外-可见光谱(Uv-vis)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线粉末衍射(XRD)等表征所制备的Ag-Cu双金属纳米粒子.用循环伏安法对Ag-Cu双金属纳米粒子修饰的玻碳电极的电化学性能进行测试,实验结果表明Ag-Cu双金属纳米粒子对H2O2的电化学氧化基本没有催化作用.     

纳米Fe/Cu双金属的制备及其对水中亚甲基蓝的去除

利用液相还原法制备了纳米Fe/Cu颗粒,考察了其对水中亚甲基蓝的去除性能,研究了不同pH、亚甲基蓝初始浓度和反应时间对去除效果的影响.结果表明,酸性条件下Fe/Cu纳米双金属对亚甲基蓝去除效果良好,且在45min时反应达到平衡,对亚甲基蓝的去除过程符合准一级动力学方程和Langmuir吸附等温模型.     

Pt／Au纳米双金属簇的制备及表征

采用硼氢化钠还原法制得聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的Pt/Au纳米双金属簇,用TEM、UV-VIS吸收光谱进行了表征,从制备方法、还原顺序、金属不同摩尔比等方面对双金属簇的影响进行了研究。分别制得了Pt/Au合金及Pt/Au核壳结构的直径在2~5nm的纳米双金属簇。     

包覆ZrO2的介孔SBA-15涂敷纤维素衍生物手性固定相的制备及手性醇的直接拆分

用碱蒸汽法制备表层纳米氧化锆包覆的介孔SBA-15微球(SBA@ZrO2),并将其作为高效液相色谱柱的填料.将自制的纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)直接涂敷到SBA@ZrO2核壳复合微球上,作为手性固定相,通过高效液相色谱对十种手性醇进行了直接拆分.研究发现,运用此方法制备介孔微球简单、高效,不仅保持了SBA-15介孔微球颗粒的均匀性、较大的孔径,较高的比表面积、规则的孔道和优良的渗透性等的优点,又具有氧化锆的表面特性;实验发现此手性固定相具有较好的拆分能力,可以对手性醇进行良好的拆分.介孔SBA@ZrO2可以用作高效液相色谱的填料.     

铂钯双金属纳米催化剂的催化活性

由聚合物稳定的铂纳米催化剂对环己烯催化加氢反应具有较高的催化活性，在铂纳米催化剂中引入第二金属元素钯，即在纳米铂颗粒上包裹一层钯，形成具有球壳结构Pt-Pd双金属催化剂，随引入钯的量不同，其催化能力的大小发生了变化．而且调节反应溶液的pH值，催化能力也发生变化.     

双金属纳米结构光学特性分析

利用有限元法对菱形银金核壳结构纳米颗粒的光学特性进行仿真计算,结果表明,在研究的光谱范围内,消光截面图上仅存在一个明显的共振峰,并且随着壳厚度的改变而发生移动。与其他结构的纳米粒子作对比之后发现,双金属核壳结构具有较理想的共振吸收波长和较强的光学吸收,可以作为理想的表面增强拉曼散射基底。     

基底材料对嵌入型Fe_3O_4纳米颗粒的应变场影响

埋嵌型纳米颗粒在生长的过程中会受到周围基质材料对其施加的应力作用,应力的大小不仅会对纳米颗粒的晶格结构和物理性能产生影响,还与纳米颗粒的尺寸大小息息相关.因此,研究埋嵌在不同薄膜材料中的纳米颗粒生长过程中的应变场分布对于调控纳米颗粒的物理性能有着重要的意义.该文利用脉冲激光沉积和快速退火技术成功地制备了分别镶嵌在非晶氧化铝薄膜、非晶氧化镥薄膜和非晶二氧化硅薄膜中的Fe_3O_4纳米颗粒,并利用透射电子显微镜观察这些球形纳米颗粒.为了研究纳米颗粒的尺寸与应力大小之间的关系,采用有限元算法分别模拟仿真了这些纳米颗粒的应变场分布,并对结果进行了系统的分析.研究发现:Fe_3O_4纳米颗粒在不同薄膜材料生长过程中均受到非均匀偏应变作用,而且纳米颗粒的尺寸及应变场分布与纳米颗粒周围基质材料的杨氏模量和泊松比密切相关.在不同基质材料中生长的纳米颗粒所受到的应变场分布也有所不同,这为调控纳米颗粒的晶格结构和形貌以及物理性能提供了一个新思路.     

ZnO@ZnFe_2O_4纳米颗粒的制备及其抗菌抗溃疡作用

以铁氰化钾、氯化锌为反应试剂,采用化学共沉淀法,制备了ZnO@ZnFe_2O_4纳米颗粒,通过XRD、TEM、SEM对该纳米颗粒进行了表征,并研究了其抗菌活性和抗溃疡作用.实验结果表明,运用此种方法可以得到构造均匀性质稳定的ZnO@ZnFe_2O_4纳米颗粒,纳米颗粒呈球形,直径为300nm,具有空心结构.XRD检测到ZnO@ZnFe_2O_4的晶相峰,TEM、SEM检测到纳米颗粒的形貌,牛津杯扩散法表明,ZnO@ZnFe_2O_4纳米颗粒具有抗菌性能,最低抑菌浓度为0.04mg/mL,大鼠皮肤溃疡模型表明ZnO@ZnFe_2O_4纳米颗粒具有抗溃疡作用.因此,ZnO@ZnFe_2O_4纳米颗粒可以作为一种潜在的抗溃疡外用药进行开发利用.另外,该纳米颗粒具有空心结构,还可以作为药物载体进行开发利用.     

手性超材料的设计、电磁特性及应用

综述了手性超材料最新研究进展。首先根据超材料的维度以及内在手性和外在手性对手性材料进行了系统的分类。在此基础之上,分析了几种典型的具有手性的超材料结构,并对其电磁性质进行了研究。最后对手性超材料的应用进行了分析,例如利用手性实现负折射率,利用手性超材料来增强生物传感以及基于手性的偏振器件。手性超材料的研究将会促进光电、纳米、生物等学科的发展,并具有广泛的应用前景。     

"单分子和分子纳米结构的物理化学研究"取得重要进展

中国科学院化学研究所白春礼院士主持的“单分子和分子纳米结构的物理化学研究”创新群体基金研究工作取得了重要进展.该群体利用电化学扫描隧道显微术(ECSTM),成功地实现了对固/液界面手性分子构型的识别、对固体表面手性分子改性剂吸附模式的判定以及高度有序的杯芳烃/C60络合物点阵的构筑.这些工作不仅为有关研究提供了新的实验技术,而且在选择性异相催化、手性药物合成及功能性纳米结构的构建等方面具有重要意义.     

聚乙二醇修饰对抑制纳米颗粒在水中聚集行为影响的分子动力学模拟

为了探究表面聚乙二醇（PEG）修饰对抑制疏水性纳米颗粒在水中的聚集行为影响,应用粗粒度分子动力学计算方法,对PEG修饰的疏水性纳米颗粒的水相聚集行为进行了模拟研究.分别建立刚性颗粒和表面疏水链改造的颗粒两种纳米颗粒模型,重点探讨了不同链长PEG修饰对抑制颗粒聚集的影响.研究发现,PEG修饰可以有效抑制疏水性纳米颗粒在水相中的聚集行为,而且随着PEG修饰长度的增加,抑制聚集作用明显增强.通过对颗粒聚集前、后体系的分子密度分布改变、颗粒的均方位移以及能量变化等参数的分析,进一步阐述了PEG修饰抑制疏水性纳米颗粒在水相中的聚集过程,并对其微观机制进行初步探究.模拟结果表明,通过对纳米颗粒表面进行PEG修饰,可以调控颗粒在水相环境中聚集行为.     

磁性表面手性分子印迹聚合物对氧氟沙星手性分离的研究

研究了一种可快速拆分氧氟沙星的方法;该方法采用分子印迹技术,用二氧化硅包裹的Fe3O4磁性纳米颗粒为载体,再用手性试剂N-正辛基-D-葡萄糖胺作为单体,以氧氟沙星作为模板分子制备磁性表面分子印迹聚合物。该手性聚合物可与右旋氧氟沙星结合,最终分离出左旋氧氟沙星。最后利用外加磁场及透射电子显微镜对于所制备的氧氟沙星磁性分子印迹聚合物的性状进行检测;并对分离得到的左旋氧氟沙星进行旋光度的检测。     

碳载Pt-Au催化剂对氧的电催化还原反应

通过金属簇合物途径制备了碳载Pt-Au双金属纳米电催化剂.X-射线衍射和透射电镜结果表明合成的双金属纳米催化剂具有平均粒径小、粒径分布窄、相对结晶度低等特点.合成的Pt-Au/C催化剂经600℃热处理后粒径变化不大,表明合成的双金属催化剂具有较好的热稳定性.与商业化E-TEK Pt/C催化剂相比,该催化剂对氧气还原反应呈现了较高的电催化活性.     

基于手性金纳米粒子圆二色光谱法识别与检测银离子

采用液相制备方法获得具有光学活性的手性金纳米粒子,通过吸收光谱和圆二色光谱及高分辨透射电镜对手性金纳米粒子进行表征.利用圆二色光谱法建立手性金纳米粒子对Ag~+选择性识别方法,结果表明手性金纳米粒子对Ag~+响应时间仅需12min,手性金纳米粒子能够从13种常见金属离子中选择性识别Ag~+,并对多种常见金属离子具有较好的抗干扰能力,检测灵敏度高并且具有良好的重现性.所建立标准曲线线性范围为0.2~30μmol/L,线性相关系数R~2=0.995(n=15),Ag+的检测限为0.2μmol/L;为环境水样中Ag~+的识别和检测提供了一种简单、精确、快速、环境友好的新方法.     

基于Boc-D-丙氨酸的手性聚合物纳米颗粒的聚集诱导发光

研究氨基酸对聚合物手性和聚集诱导发光(AIE)性能的影响,利用自由基聚合制备了一种侧链含有联苯和Boc-D-丙氨酸的聚甲基丙烯酸酯。圆二色光谱(CD)结果表明该聚合物具有手性,并在四氢呋喃/水混合溶剂中表现出AIE特性。透射电镜结果表明这种聚合物在混合溶剂中形成了聚集体。同时,该聚合物还可以对盐酸和氢氧化钠溶液产生响应。该手性AIE聚合物纳米颗粒在生物成像和荧光探针等众多领域具有潜在的应用。