氢氧化钠刻蚀多孔氧化铝表面形貌与疏水性能相关关系

以多孔阳极氧化铝(AAO)膜为基材,用氢氧化钠溶液进行化学腐蚀,控制适当的条件,得到了不同形貌的AAO基氧化铝表面.采用氟硅烷修饰后,对其进行了接触角测试、X射线光电子能谱(XPS)分析和扫描电子显微镜(SEM)形貌表征.结果表明:刻蚀过程中,AAO膜多孔表面层及多孔本体层中孔壁较薄的部分首先被溶断,样品干燥过程中,在水的表面张力的作用下形成了沟壑状微米级狭长裂缝.当AAO膜本体层大部分孔壁被溶断后,就形成了氧化铝纳米线.在其自身重力及水的表面张力的作用下,氧化铝纳米线聚积成微米级簇状结构,从而形成蜂巢状微米纳米相结合的双尺度阶层结构.这种蜂巢状结构修饰氟硅烷后,其对水的静态接触角(151.7°)远远高于氟硅烷修饰的纳米孔洞结构表面(138.3°)和光滑表面(101°).     

四角状和线状氧化锌纳米结构的制备及场发射特性

700 ℃下,利用热蒸发方法制得四角状和线状氧化锌纳米结构.实验中通过采用不同的反应源以及改变反应时氧气的相对含量来研究这些因素对氧化锌产物的影响.场发射测试展示并比较了这两种不同形貌和尺寸氧化锌的场发射特性.     

Growth in solution of hooked Ni–Fe fibers by oriented rotation and attachment approaches

Inspired by the curved branches of fractal trees, hooked Ni–Fe fibers were grown in situ in Ni–Fe composite coatings on a spheroidal graphite cast iron substrate. These hooked Ni–Fe fibers exhibited inclination angles of about 39°, which was in accordance with the theoretical prediction of 37°. Ni–Fe nanostructures self-assembled to form dendrites and evolved into hooked fibers by an oriented attachment reaction. The orientation rotation of Ni–Fe nanostructures played an important role in the growth of curved hooked Ni–Fe fibers. During sliding wear tests, the volume loss of the spheroidal graphite cast iron substrate was 2.2 times as large as that of the Ni–Fe coating reinforced by hooked fibers. The good load-transferring ability of hooked Ni–Fe fibers led to an improvement in their wear properties during wear tests.     

硼富勒烯及其相关结构研究进展

本文对硼富勒烯等硼纳米结构及其相关材料的研究进展进行了简要评述. 首先对硼和碳元素及其成键性质的区别与联系进行了讨论, 并简要介绍了碳富勒烯、纳米管和石墨烯的发现及其结构与性质. 接下来系统回顾了过去几十年来人们对硼团簇、硼纳米管和硼纳米线等纳米结构在理论和实验研究方面取得的进展.特别是最近几年来, 针对硼富勒烯、硼纳米管、硼单层平面、硼富勒烯固体等结构的研究取得了一些重要进展, 本文在结合我们自己研究工作的基础上, 对上述研究进展做了系统地介绍. 最后对硼富勒烯及其相关材料的研究前景进行了展望.     

非离子表面活性剂辅助液相合成Cu2O纳米线及其结构和性能研究

首次提出了一种利用非离子表面活性剂聚乙二醇(分子量:20 000)(PEG Mw20 000)为助生长剂,通过还原剂水合肼(N2H4)还原新生成的Cu(OH)2大规模合成半导体Cu2O纳米线的新方法.用TEM和HRTEM研究了所合成的Cu2O纳米线的形貌和结晶性,并用FT-IR红外吸收谱研究了纳米线的红外吸收特性,用纳米材料的量子效应和表面效应对FT-IR红外吸收谱中的蓝移现象作了解释.讨论了表面活性剂PEG的作用,由此详细研究了Cu2O纳米线的生长机制,指出Cu2O纳米线是由于吸附在PEG长链上的Cu2O纳米粒子通过彼此间的相互连接沿着PEG长链自组装而形成的.     

生物结构自组装

生物大分子、复合物分子机器、细胞器、完整细胞乃至生命个体的形成, 自组装贯穿其中, 并有极其复杂的调控机制. 本文归纳分析了生物结构自组装的特点及其物理、化学和几何学原理, 并以新生肽链折叠和染色体折叠浓缩为例描述自组装的生物调控原理. 采用自组装策略, 已经开发了许多生物纳米功能结构, 如DNA平面和立体结构、DNA马达、蛋白纳米线、荧光双分子互补系统等. 研究复杂生物体系的自组装极具挑战, 可使我们更接近生命的本质, 还将为纳米科学技术和仿生学提供许多启示.     

卟啉微纳米结构的新法合成

在前面工作的基础上,我们进一步研究了不同无机酸中对离子对卟啉微纳米结构形成的影响,并通过这种简单方法实现了大面积制备卟啉微纳米结构.通过紫外、红外和X衍射仪等多种方法对其结构表征表明,在不同无机酸的作用下,盐酸调控使卟啉分子聚集成一维的棒状结构;硝酸调控使其聚集成二维的带状结构;硫酸调控不能形成规则的卟啉聚集体.通过结构表征表明,其原因主要与无机酸中对离子的离子半径、配位能力有关.     

水热法从含钛电炉熔分渣中制备纳米片状结构二氧化钛光催化剂

采用水热法,以氢氧化钠为分离剂,从含钛电炉熔分渣中成功制备出纳米片状结构二氧化钛光催化剂,并探讨了水热反应时间、水热温度以及碱液浓度对分离提取纳米片状结构二氧化钛的影响．随着水热反应时间的延长,水热温度以及氢氧化钠溶液浓度的提高,从含钛电炉熔分渣中分离提取的二氧化钛结晶度越好,微观形貌更趋近于纳米片状结构．水热法处理含钛电炉熔分渣的最佳反应条件是：水热温度高于180℃,水热反应时间大于24h,碱液浓度达到12mol·L^-1．以制备得到的纳米片状结构二氧化钛为光催化剂,在氙灯光照90min后,甲基蓝降解率可达81．1％．     

Biogenic nanostructured silica

Silicon is by far the most abundant element in the earth crust and also is an essential element for higher plants, yet its biology and mechanisms in plant tolerance of biotic and abiotic stresses are poorly understood. Based on the molecular mechanisms of the biosilicification in marine organisms such as diatoms and sponges, the cell wall template-mediated self-assembly of nanostructured silica in marine organisms and higher plants as well as the related organic molecules are discussed. Understanding of the templating and structure-directed effects of silicon-processing organic molecules not only offers the clue for synthesizing silicon-based materials, but also helps to recognize the anomaly of silicon in plant biology.     

室温液相合成Cu（OH）2纳米线及其结构

提出了一种室温下于水相溶液中大规模合成Cu（OH）2纳米线的新方法．用X-射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和高分辨透射电镜（HRTEM）研究了所合成的Cu（OH）2纳米线的成分、形貌和结晶性．结果表明Cu（OH）2纳米线的尺寸分布均匀,平均直径约为9nm,长度达数百微米．HRTEM研究表明Cu（OH）2纳米线是含有多晶成分的晶体．根据Cu（OH）2的结构特征和溶液中Cu^2＋与配位体之间的相互作用,对Cu（OH）2纳米线的形成机制给出合理的解释．