二维过渡金属硫族化合物纳米异质结气体传感器研究进展

二维过渡金属硫族化合物(2D TMDs)在气体传感方向的应用中具有显著的"先天"优势,表现出如灵敏度高、响应速度快、能耗低以及能在室温下工作等诸多优点.相对单一的2D TMDs而言,基于2D TMDs纳米异质结的气体传感器展现出更加优越的气体传感性能.本文将系统总结2D TMDs纳米异质结气体传感器的研究进展,尤其是2D TMDs与金属氧化物、金属硫化物、碳基纳米材料以及量子点之间形成的纳米异质结设计、构效关系以及传感机理等关键科学问题.传感材料和传感机制上的创新对提升传感性能并拓展传感功能具有重要的科学意义.通过对纳米异质结气敏机理的深入探究,有望实现纳米异质结结构的人为设计和可控制备,提高室温下对目标气体的高灵敏选择性识别和检测.在纳米异质结的结构设计上,以TMDs材料为导电主体,在其表面生长各种纳米结构,通过对纳米异质结表面酸碱性、功函数、气体分子极性以及纳米异质结与气体分子之间的氧化还原反应性质进行调控,来构筑基于TMDs的纳米异质结.此外,控制负载在二维TMDs上纳米颗粒尺寸小于两倍电子耗尽层厚度,充分发挥纳米颗粒量子限域效应,以纳米颗粒充当传感的"天线分子"或"探针分子",实现对目标气体分子的高灵敏选择性识别和检测.     

添加剂条件下氯化钙制备纳米碳酸钙

基于化工生产中大量副产氯化钙,以氯化钙、氨水和二氧化碳为原料,在添加剂条件下对制备纳米碳酸钙进行了研究。实验研究了添加剂种类和用量、反应温度和二氧化碳流量等工艺条件对产物粒径的影响,采用XRD和TEM对产物进行了分析。实验结果表明:在添加剂条件下,以氯化钙、氨水和二氧化碳为原料可以制备纳米碳酸钙,反应条件温和能耗低;实验条件下制备的产物为方解石型近球状纳米碳酸钙。     

3-异硫氰酸酯氧化吲哚在串联环化反应中的研究进展

异硫氰酸酯类化合物作为构建杂环骨架的高效合成子,引起了许多化学家的兴趣．本课题组首次设计、合成了3-异硫氰酸酯氧化吲哚类合成子,并报道了其参与的不对称反应．本文对本课题组在3-异硫氰酸酯氧化吲哚与醛、酮的Aldol/cyclization反应,与亚胺的Mannich/cyclization反应,与缺电子烯烃的Michael/cyclization反应,与缺电子苯并芳香杂环的不对称去芳构化[3+2]环化反应,以及与3-吲哚基甲醇的[3+3]环化反应方面的研究进展进行综述．     

底部加热矩形腔内Cu-水纳米流体自然对流数值研究

为了确定纳米流体自然对流发生时的临界瑞利数,采用二分法确定临界瑞利数的变化范围,并对底部加热的矩形腔内Cu-水纳米流体的自然对流进行了数值模拟,分析了纳米颗粒体积分数和腔体宽高比对临界瑞利数的影响,得到了特定条件下自然对流发生时的临界瑞利数。结果表明：临界瑞利数随纳米颗粒体积分数的增大而增大,随腔体宽高比的增加而减少。临界瑞利数对应的平均努塞尔数随纳米颗粒体积分数的增加而增加。     

常温纳米压印软模具变形机理研究

通过对软模具变形的理论分析、数值模拟和实验验证的系统研究,以期揭示模具变形的机理、规律和关键影响因素,为探索减小模具变形策略和方法,提高纳米压印复型精度奠定理论基础,以实现高保真度纳米或亚纳米图型的转移．     

气体环境下双壁碳管振荡器的能量耗散

采用分子动力学模拟方法,研究了多壁碳纳米管振荡器在气体环境下的振动,讨论了气体密度、环境温度对碳管间摩擦力及振荡频率的影响．模拟结果表明,管间摩擦力随气体密度的增大及环境温度的升高而增大．气体分子的碰撞将导致碳管的品格变形,从而极大改变碳管间的初始理想匹配状态,导致摩擦力增大;随着温度的升高,碳管原子热振动振幅增大和高能量声子的激发,使得碳管振动的机械能更容易转化为热能而被耗散,导致摩擦力增大．气体密度的增大和环境温度的升高,都将导致振幅衰减加快,振荡频率增大．通过与真空状态下的谐振子相比,气体分子与管壁的碰撞是造成能量耗散的一个主要原因,气体环境的阻尼可能是导致碳管谐振子在工程实际中失效的主要原因,其次,环境温度对谐振子也具有重要的影响,低温工作条件对谐振子是有利的．     

负载型磁性杂多酸盐/FeOx/rGO催化剂的制备及性能研究

与杂多酸均相催化剂比较,负载型杂多酸催化剂不仅易于回收利用且一定程度上减少了设备腐蚀和环境污染,同时还可以提高催化活性和选择性.本文采用水热法将石墨烯与磁性纳米粒子相结合,制备得到磁性复合载体FeOx/rGO,并将具有较高催化活性的夹心型杂多酸盐Na14 [Zn2Sb2(ZnW9O34)2]·14H2O(记为Zn2Sb...     

Ⅰ掺杂TiO2纳米管阵列平面光催化燃料电池的性能研究

采用阳极氧化法制备了I掺杂TiO2纳米管阵列(I-doped TiO2 Nanotubes Arrays,ITNA)光阳极,该电极表现出比TNA更加优异的降解性能.将ITNA与Pt电极组合得到的平面光催化燃料电池(planar Photocatalytic Fuel Cell,p-PFC)在亚甲基蓝(Methylene...     

脱硫肠状菌合成纳米硫化铅

在脱硫肠状菌作用下,均匀的纳米PbS颗粒能够在温和的条件下合成,并利用TEM和XRD对所得产物进行了详细的表征,考察了制备过程中pH值和温度对产物的物相和形貌的影响．结果表明：不同温度下制备的PbS晶体具有相同的结构、形状和大小,但是随着pH值的增加,产物的形状由杆状逐渐变为球状．在生物法合成纳米PbS的过程中,脱硫肠状菌能利用硫酸盐作为最终电子受体产生硫化物,作为纳米PbS合成的硫源．     

接枝高分子对纳米-生物界面黏附性能的调控

接枝高分子调控纳米-生物界面的黏附行为在生物医学领域具有广泛应用,相关研究也具有重要的理论意义,从而获得了持续的关注.本文对接枝高分子调控纳米-生物界面的黏附行为所涉及的物理化学机制进行了梳理.通过在纳米药物表面接枝聚合物,可以抑制生物小分子的随机吸附,从而减少蛋白冠厚度,减轻免疫反应,延长药物的体内循环时间.此外,聚合物接枝还能改变药物载体的表面结构性能,从而提高其在生理组织中的输运效率.本文涉及的机理分为两大类:界面物理和界面化学.前者主要关注微观结构和形态,可以通过接枝密度、接枝长度、链拓扑等进行调节.本文着重介绍了与接枝聚合物的高熵特性密切相关的两种物理机制:熵弹空间位阻和链段动力学.后一类机理通过特殊的化学基团实现,特别是官能团的亲疏水性.通过在接枝链上加入适当的化学基团修饰,可以获得更好的稳定性和更强的生物分子吸附抑制.此外,通过化学基团对温度、光照、pH的依赖性,可以对接枝聚合物涂层的生物黏附性能进行动态调节,实现对外部刺激响应智能化.本文有望为该领域未来的基础理论研究和先进材料开发提供参考.