关键词： FePt纳米颗粒   Ag掺杂   溶胶-凝胶法   磁性   结构  

摘要： 利用溶胶—凝胶法制备了L10相FePt纳米颗粒和FePtAg纳米颗粒,并利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对样品进行了结构和磁性表征.XRD分析表明,700℃所制备的FePt和FePtAg纳米颗粒均为面心四方(FCT)结构,且掺杂Ag后可以看见明显的Ag峰.TEM测试显示制得的FePt颗粒形状为类球形,晶粒尺寸约为18 nm.磁性测试结果表明,掺杂Ag后样品的矫顽力由6950 Oe提高到9350 Oe.

关键词： 生物化学工程   DNA核壳结构   双金属   纳米颗粒  

摘要： 以G-四链体及i-motif DNA修饰的纳米金为晶种制备了Au@Ag核壳结构纳米颗粒。紫外可见光谱及透射电子显微镜结果表明,采用盐酸羟胺作为还原剂可以抑制Ag的同相成核而使银在纳米金表面生长。DNA的存在可有效地抑制纳米颗粒的团聚,得到分散性良好,粒径均一,包覆均匀的核壳型纳米颗粒,从而提出了一种调控双金属纳米材料的新方法。

关键词： 表面增强拉曼散射(SERS)基底   C壳层   C层包覆的Ag(Ag@C)纳米颗粒   罗丹明6G(R6G)   化学增强  

摘要： Ag纳米结构是最常用的表面增强拉曼散射(SERS)活性基底,缺点是Ag的化学稳定性和生物相容性比较差。为此,利用化学方法合成了一种新型的SERS活性基底—纳米碳层包覆的Ag(Ag@C)纳米颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对制备的核壳结构纳米颗粒进行了表征,并研究了颗粒的SERS活性。结果表明,罗丹明6G(R6G)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)分子在Ag@C悬浮液中的SERS光谱强度与在Ag胶中的SERS光谱强度相比显著增强。根据光谱的变化规律推断,额外的增强来自于化学增强。由于C层的存在,相比于Ag纳米颗粒,Ag@C颗粒的化学稳定性和生物相容性都有所改进。

关键词： AAO模板   银纳米颗粒膜   真空退火   微结构   光学性质  

摘要： 采用蒸发镀膜方法,在孔径约为200 nm的多孔阳极氧化铝(AAO)模板上室温沉积名义厚度为300 nm的银薄膜样品,研究真空退火对AAO模板上Ag纳米颗粒膜的结构和光学性质的影响。微观结构利用X射线衍射仪和扫描电镜观测,光学性质采用分光光度计检测。结果表明,(111)取向的银衍射峰强度随退火温度的升高逐渐增强,当退火温度为250℃时达到最大值;银纳米颗粒平均直经随退火温度的升高呈现先缓慢增大,后迅速增大,再减小的态势,当退火温度为250℃时达到最大值140 nm,比制备态大47 nm;薄膜经真空退火后,漫反射率普遍得到提高,在可见光区域,当退火温度为200℃时,漫反射率达到最大,其值为80%,大约为制备态的3倍左右。

关键词： 热蒸发   AAO模板   罗丹明6G   银纳米颗粒   表面增强拉曼散射  

摘要： 用热蒸发的方法,在孔径约为200nm的多孔阳极氧化铝(AAO)模板上室温沉积厚度为300nm的银薄膜样品,研究真空退火对AAO模板上Ag纳米颗粒膜表面增强拉曼散射(SERS)的影响.结果表明,制备的样品为多晶结构,真空退火后的银薄膜同制备态相比,(111)取向的银衍射峰强度随退火温度升高而逐渐增强;制备态的银纳米颗粒有很好的SERS特性,退火后银纳米颗粒膜对罗丹明6G(R6G)分子的SERS信号强度随退火温度的升高而逐渐减弱.

关键词： 微反应器   生物合成   贵金属纳米材料   CFD模拟  

摘要： 贵金属纳米材料在诸多领域具有广阔的应用前景，然而已有贵金属纳米材料的合成过程大都以间歇操作方式在釜式反应器中进行。日前实验室中利用化学法间歇制备贵金属纳米颗粒的技术已趋成熟，但随着反应釜体积的增大，体系的传热和传质问题凸显。连续流动反应器操作模式则可使制备过程在相对稳定的状态下进行，产品质量稳定，过程重复性好。因此，贵金属纳米颗粒连续制备技术（特别是在微反应器中）的研究，已引起研究者的关注和重视。但是，已有的研究侧重于过程条件对宏观结果的影响，对于反应器中传质、传热和界面等对纳米颗粒形成过程的影响及调控规律还缺乏充分的认识，特别是微尺度反应器内界面效应的作用效果及机理还没有被研究。随着人们对环境的日益关注，材料的绿色制备技术也越来越受到研究者们的重视。本研究将具备绿色特征的植物生物质还原制备贵金属纳米颗粒的技术，引入到连续操作的微通道反应器和釜式反应器中，考察反应器结构参数及反应条件对贵金属纳米颗粒的形成及粒径分布的影响，并结合计算流体力学(CFD)模拟技术探索其影响机理。主要内容如下:\n 首先，开发适合植物生物质还原制备贵金属纳米颗粒的连续操作的微通道反应器，将其应用到侧柏叶水提液为还原剂的银纳米颗粒(AgNPs)的生物法制备工艺中，利用CFD软件模拟冷态条件下反应器内速度场、浓度场、温度场的分布情况，探索微反应器中传质、传热和界面等对纳米颗粒形成过程的影响及调控规律，结果表明微反应器具有独特的流动特性并且具有优异的混合性能。继而考察了反应器结构参数和反应工艺条件等对产物AgNPs的形貌、粒径大小以及分布的影响，结果表明:界面效应的存在会增加产物AgNPs的平均粒径，同时使得其粒度分布变宽;AgNPs的平均粒径随着反应液流速的提高先增大后减小;在较低浓度的侧柏叶水提液条件下，更容易制备得到平均粒径较小以及粒径分布较窄的AgNPs;“T”型混合器相比于“Y”型混合器具有更好的混合效率;材质表面粗糙的微反应器中更易制备得到平均粒径较大以及粒径分布较宽的AgNPs;减小微反应器内径可制备得到平均粒径较大的AgNPs，然而产物粒径分布的变化还要取决于反应器内径减小的程度。\n 其次，针对连续搅拌釜式反应器操作稳定，易放大的特点，设计开发了适合植物生物质还原制备贵金属纳米颗粒的连续搅拌釜式反应器，将其引入到侧柏叶水提液还原制备AgNPs的过程中，利用实验及CFD模拟技术考察了反应器内物料的停留时间分布并且利用CFD模拟了不同转速下反应器内流场分布情况，结果表明:当搅拌转速较低时，物料的停留时间分布(RTD)较理想的全混流反应器偏离较远;当搅拌转速为360rpm时，其RTD几乎接近理想的全混流反应器。继而考察了连续搅拌釜式反应器内反应温度、生物质浓度、进料体积流率以及搅拌器转速等操作条件对产物纳米颗粒的形貌、粒径大小以及分布的影响，结果表明:对于单级的连续搅拌釜式反应器，低反应液流速，高侧柏叶水提液浓度和高温虽然有利于纳米颗粒的生长，但是不利于获得粒径分布较窄的纳米颗粒;当搅拌转速不充分时，合成的AgNPs易出现团聚现象，粒径分布很宽。\n 第三，建立了模拟微反应器中植物生物质还原制备贵金属纳米颗粒的颗粒粒群衡算与计算流体力学耦合模型(PBM-CFD)，并引入了适合描述植物生物质还原制备AgNPs的反应动力学模型，模拟微反应器中AgNPs的形成并预测其粒径分布。利用矩积分法对所构建的耦合模型进行迭代计算求解，引入索特平均粒径（d32）等理论计算产物的粒径分布。通过实验手段验证所构建模型的可行性与可信度，结果表明该模型能够较好地描述微通道中AgNPs的形成过程及粒径分布情况，该模型具有将反应动力学与流体力学对产物粒径分布影响分开考虑的特点，不仅验证了之前的实验结果，并且得到了部分由于实验条件的限制难以通过实验确定的参数对颗粒形成及粒径分布的影响规律。\n 最后，设计开发了适合植物生物质还原制备Au-Ag合金纳米颗粒的连续操作的微反应器，利用CFD模拟技术分析了四通混合器内的流场分布及混合情况，证实了该四通反应器具有极高的混合效率。在该微反应器中使用侧柏叶水提液一步法同时还原HAuCl4和AgNO3前驱体混合物，连续制备得到了Au-Ag双金属纳米颗粒，STEM-EDX元素分析等表征技术证实了其合金结构。继而考察了反应液流速，反应温度，侧柏叶水提液浓度，反应液pH值等合成条件的影响，结果表明:低的反应液流速，较高的反应温度、侧柏叶水提液浓度以及NaOH浓度更有利于Au-Ag合金纳米颗粒的形成。反应液流速、反应温度、侧柏叶水提液浓度和NaOH浓度的变化还会影响合金产物的粒径及组成。

关键词： Ag-Cu alloy nanoparticles   chemical reduction method   characterization  

摘要： Ag-Cu alloy nanoparticles were synthesized by simple low temperature chemical reduction method using metal salts（acetate/sulphates） in aqueous solution with sodium borohydride as reducing *** chemical reduction was carried out in the presence of nitrogen gas in order to prevent the oxidation of copper during the reaction *** alloy nanoparticles were characterized by XRD,UV-Vis,particle size analysis,EDS,TG-DTA and SEM *** the XRD analysis,the crystallite sizes of the prepared samples were calculated using Scherrer formula and the values were found to be in the range of 15 ***-Vis studies conform the formation of alloy *** analysis shows the presence of silver and copper in the *** SEM observation reveals that the samples consist of grains with average grain size up to 40 nm,and the particle size dependant melting point was studied by TG-DTA.

关键词： 氧化石墨烯   聚苯乙烯   Ag纳米颗粒   纳米复合材料   导电性能   制备工艺  

摘要： 石墨烯是一种碳原子以sp2键紧密相连的单片层二维蜂巢状晶体。其优异的电、热、力学性能和高比表面积等特性备受研究者关注。研宄表明:石墨烯高的电导率可以作为聚合物的优质填料而形成独特的无机-有机杂化结构，其高的比表面积还可以作为载体负载无机纳米颗粒。本论文研宄了石墨烯/聚合物和石墨烯/金属纳米颗粒复合材料的制备及其性能。主要内容如下:\n (1)本章以天然鳞片石墨为原料，选用Hummers法制备了氧化石墨，并通过超声剥离得到单分散的氧化石墨烯(GO)。对所得样品通过X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、激光拉曼光谱仪(Raman)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)进行结构和形貌表征。结果表明GO上引入了丰富的含氧官能团，且其厚度均一，被良好的剥离。另外，热失重测试结果表明GO样品热稳定性差，容易分解。\n (2)以GO作为前驱体，在合成PS/GO复合材料的基础上，采用第一步的水合肼还原剂进行化学还原，之后对复合材料进行第二步200℃维持12h的热还原，制备得到PS/石墨烯复合材料，最后采用热压技术制备得PS/石墨烯复合膜。所得产物通过XRD、FTIR、XPS、Raman、TGA、SEM、TEM进行了结构和形貌表征，并在室温下通过四探针电阻仪对PS/石墨烯复合膜的导电性进行测试。实验结果表明经过两步原位还原后，GO得到了有效还原，且石墨烯片良好地分散在PS基体中，形成连续的网络结构。制备的PS/石墨烯复合膜的电导率高达22.68 S/m，有望在电子器件方面得到良好应用。\n (3)以GO和硝酸银溶液分别作为石墨烯和银纳米颗粒的前驱体，抗坏血酸作为硝酸银和GO的共同还原剂，柠檬酸钠既充当稳定剂又充当GO的还原剂，采用分步原位还原复合法制备了银/石墨烯纳米复合材料。所得样品的结构和形貌通过XRD、X-射线能谱仪(EDS)、TEM、高倍透射电子显微镜（HRTEM）手段进行表征。结果显示，硝酸银和GO都能被有效地还原得Ag纳米粒子和石墨烯，石墨烯成功负载了Ag纳米颗粒，且银纳米粒子在石墨烯片上的分散状况良好。Raman结果还表明该复合材料具有很强的表面增强拉曼光谱效应。

关键词： 植物还原法   纳米颗粒   催化剂   苯甲醛   丙酮醛  

摘要： 双金属纳米颗粒在催化方面的应用是近年来催化领域的热点之一。由于双金属原子间的协同作用，双金属纳米催化剂往往表现出比单金属催化剂更为优异的催化性能。植物还原法制备纳米颗粒是一种新兴的纳米材料的绿色合成方法。本研究将复合结构双金属纳米颗粒的植物还原制备技术与催化剂制备技术结合起来，以侧柏叶提取液为植物质代表，合成了Au-Ag合金及多种结构和形貌的Au-Pd双金属纳米颗粒，获得了其粒径、组成调控规律，探明了双金属纳米颗粒形成过程的重要条件，并将Au-Ag合金及部分结构的Au-Pd双金属纳米颗粒分别应用于1，2-丙二醇气相氧化和苯甲醇液相氧化反应，研究其结构和表面性质与催化反应性能之间的关系。\n 首先，以侧柏叶提取液还原HAuCl4/AgNO3混合液，一步法得到了Au-Ag纳米颗粒，紫外可见吸收(UV-vis)光谱、X射线衍射(XRD)、能谱(EDX)面扫和单颗粒的线扫等表征结果确定了其合金结构，且组成接近于HAuCl4/AgNO3摩尔比。进而通过合成条件的优化并结合表征结果研究Au-Ag合金纳米颗粒的粒径调控规律，结果表明改变合成过程中反应温度、HAuCl4/AgNO3摩尔比、pH以及侧柏叶提取液的浓度，可得不同粒径的Au-Ag合金纳米颗粒，其中侧柏叶提取液的浓度对Au-Ag合金纳米颗粒的粒径影响最为显著。进而分别从还原速率、竞争反应和原子扩散运动三个方面分析了Au-Ag合金纳米颗粒形成的有利条件:(i)体系中AuCl4-和Ag+的还原速率相当;(ii)侧柏叶提取液对Ag+的还原反应在众多反应中是优势反应;(iii) Au原子和Ag原子在形成原子团簇的过程中的剧烈扩散运动。红外光谱(FTIR)表明在Au-Ag合金纳米颗粒形成的过程中，(NH) C=O吸附在Au、Ag原子的表面，利于原子间电子的传递，促进Au-Ag原子团簇的形成。\n 其次，合成了四种Au-Pd双金属纳米材料，并借助于XRD、EDX、透射电镜(TEM)等确定各自结构。结果表明常温下在HAuCl4/Na2PdCl4混合液中先后加入Vc和侧柏叶提取液反应30 min而得到的花状纳米颗粒具有合金结构，且该花状合金产物在表面拉曼增强上有很好的应用，其对10-8 mol·L-1 R6G的拉曼信号相较于球形Au-Pd合金纳米颗粒得到很大的增强;Vc与HAuCl4溶液在常温下反应5 min后，向该溶液中依次加入Na2PdCl4溶液和侧柏叶提取液继续反应25 min制得的花状纳米颗粒具有核壳结构;通过两步法——即先利用侧柏叶提取液制备出Au核，再加入Na2PdCl4溶液反应6h制得的立方型Au-Pd双金属纳米颗粒具有核壳结构;90℃下利用CTAC溶液直接还原HAuCl4/Na2PdCl4混合液可以得到多面体型Au@Pd核壳型纳米颗粒。通过调节Na2PdCl4溶液或HAuCl4溶液的滴加速率来控制PdCl42-或AuCl4-被还原的反应动力学速率，结果表明当Na2PdCl4溶液的滴加速率很小时，Pd只在Au纳米颗粒的一个或相邻的几个面上成核生长;随着滴加速率的增大，发生异相成核的面增多;滴加速率足够大时Pd就完全包覆在Au纳米颗粒的表面。改变HAuCl4溶液的滴加速率，可得Au在Pd纳米颗粒表面类似的生长规律。\n 最后，分别制备了花状Au-Pd/MgO、Au@Pd/TiO2和Au-Ag/MgO负载型催化剂。花状Au-Pd/MgO催化剂和Au@Pd/TiO2催化剂用于以O2为氧化剂的苯甲醇液相氧化制苯甲醛反应中，制备条件和反应条件的优化结果表明: Au/Pd摩尔比例为1∶1的花状Au-Pd合金纳米催化剂在90℃下反应6h可达到最高的苯甲醇转化率(72.4％)、苯甲醛的选择性(95.1％)和苯甲醛的收率(68.85％);催化性能同比条件下优于单金属Au催化剂、Pd催化剂和球形Au-Pd合金催化剂;催化剂重复利用六次后，催化剂活性未明显降低。Au@Pd/TiO2催化剂用于以O2为氧化剂的苯甲醇液相氧化制苯甲醛反应中，结果表明催化剂制备方法采用溶胶负载法(SI)法、在反应时间为6h、Au/Pd摩尔比为1∶3的条件下，催化剂的性能较优，即苯甲醇转化率为65.6％、苯甲醛的选择性为97.2％和苯甲醛的收率达到63.8％。Au-Ag/ZrO2催化剂用于基于空气为氧化剂的1，2-丙二醇气相氧化制丙酮醛反应中，制备条件和反应条件的优化结果表明:Au-Ag合金的理论负载量为2 wt％、催化剂的用量为100 mg、Au/Ag摩尔比为1∶4、反应温度为350℃、空速为5.2 h-1条件下具备了较好的催化性能，此时1，2-丙二醇转化率为92.39％、丙酮醛的选择性为65.48％、丙酮醛的收率为60.49％。

关键词： Ag2S:Eu3++   稀磁半导体   纳米颗粒   光学性质   磁性   高压  

摘要： 本文采用本实验小组自行设计搭建的气——液表面反应的实验装置，成功合成了Ag2S:Eu3+稀磁半导体纳米颗粒；并对此材料进行了高压同步辐射的研究。 1、应用本实验小组自行设计搭建的新方法成功制备出了Ag2S:Eu3+稀磁半导体纳米颗粒，并应用XRD、EDS、XPS、VSM及UV对其结构、组成成分、组成价态及性质进行了表征分析。 2、应用第一性原理对单斜相结构的Ag2S:Eu3+稀磁半导体纳米颗粒的铁磁性来源给予了合理的理论解释。 3、应用高压同步辐射对Ag2S:Eu3+纳米颗粒进行了高压下的结构相变研究讨论。