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

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。研究表明：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。本论文研究了石墨烯/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： （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。 （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22.68S/m,有望在电子器件方面得到良好应用。 （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： TiO2纳米管阵列   Ag纳米颗粒   光催化   光电流   正交试验  

摘要： 阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管阵列（TNTA）材料，由于其较大的比表面积、稳定的化学性能、较高的催化活性以及优异的电子传输能力，在光催化降解有机污染物和光解水制氢等方面存在很大的应用价值。然而，未经修饰的TNTA对整个太阳光区的利用率很低，只能吸收太阳光中紫外光区的能量，极大限制了TNTA在光电化学领域的应用。本文围绕阳极氧化工艺，以正交实验设计为基础，研究了阳极氧化参数（水含量、电压和NH4F浓度）对TiO2纳米管形貌的影响，并在合成TiO2纳米管阵列的基础上，进行Ag纳米颗粒负载改性，研究了Ag/TNTA复合结构材料的光电化学性能以及对甲基橙的光催化降解效果，发现负载Ag纳米颗粒的TNTA性能有了很大的提高，文中具体研究内容如下： （1）阳极氧化试验参数对TNTA的形貌结构影响很大，本文通过设计一组正交试验，采用6因素5水平正交实验表L25（56），以乙二醇电解液体系为基础，研究了水含量、电压和NH4F浓度对TiO2纳米管阵列形貌的影响。正交试验中水含量的变化范围为1vol%7vol%，电压为4080V，NH4F浓度为0.050.45mol/L。统计计算得到的TNTA管长、管径和管壁厚并进行极差分析，结果显示电压对实验结果影响最大，为最显著影响因素，在实验条件范围内，随着电压的不断增大，管长、管径和管壁厚都会有不同程度的增加；水含量和NH4F浓度对TNTA形貌为次影响因素，TNTA管长、管径和管壁厚随着水含量和NH4F浓度的变化会在一定范围内波动。 （2）Ag纳米颗粒修饰TNTA，文中采用简单易操作的原位光还原技术。将制备好的TNTA浸渍在前驱体AgNO3溶液一段时间后取出，放入紫外灯下照射30min，吸附的Ag+在紫外光的作用下将被还原为单质的Ag0，并且通过改变浸渍时间可以控制负载Ag颗粒的尺寸和含量。对负载过后的Ag/TNTA复合结构材料进行光电流响应和光电催化降解甲基橙实验，结果表明随着负载Ag颗粒尺寸和含量的不断增加，光电流和光催化降解MO都出现一个极值。Ag颗粒尺寸在17.92nm和Ag含量在1.15at%时，光电流和对MO的降解率达到最大。这主要是由Ag纳米颗粒和TiO2之间的协同作用控制，负载的Ag颗粒过大或过小，都不能最大发挥Ag/TNTA复合结构对太阳光能的利用。 （3）改进Ag纳米颗粒在TNTA中的分布，在常规法合成TNTA的基础上，对纳米管底部施加140V电压，再用5V小电压进行改进，得到通透TNTA，然后对其进行Ag纳米颗粒负载。结合SEM、EDX等分析表征手段，对比传统TNTA和改进后通透TNTA，结果表明通透TNTA具有较好的Ag颗粒负载能力，Ag纳米颗粒可以均匀的分布在纳米管阵列的上部、中间和下部区域，而在传统的TNTA中主要分布在上部区域，底部和中间区域只有少量的Ag颗粒分布。此外，对不同含量Ag负载的不同载体光催化性能测试表明，Ag/TNTA复合材料的光催化性能不但与负载的Ag含量有很大关系，而且与Ag纳米颗粒在纳米管中的分布也有很大关系。当Ag的含量一定时，Ag纳米颗粒均匀分布在通透TNTA表现出较高的光催化活性，而在常规TNTA中由于Ag颗粒不均匀分布，最终导致光催化活性的降低。

关键词： TiO2光阳极   Ag纳米颗粒   表面等离子体共振   染料敏化太阳能电池(DSSC)  

摘要： 使用水热法制备了一系列不同含量Ag纳米颗粒掺杂的Ag-TiO2复合光阳极的染料敏化太阳能电池,同时,研究了不同含量Ag纳米颗粒掺杂对染料敏化太阳能电池的结构和性能的影响.实验结果表明:Ag的掺入增强了吸附在Ag-TiO2复合光阳极上的染料对光的吸收,显著地提高了对应电池的短路电流.在Ag掺入量为0.20%的时候,对应的电池具有最佳的性能,其短路电流为10.66mA/cm2,开路电压Voc为697mV,光电转换效率为5.59%,显著优于纯TiO2光阳极电池的效率.其性能的改善主要归因于掺入Ag纳米颗粒的表面等离子体共振吸收效应使电池光阳极对光的吸收增强所致.

关键词： 质粒DNA   光化学反应   纳米颗粒   环状结构  

摘要： 以碱基对数为7.5 kB的大肠杆菌环状质粒DNA为模板.通过紫外线辐射作用下的光化学反应方法制备了Ag纳米颗粒.采用紫外-可见光吸收光谱,TEM和EDS等方法研究了辐射时间、溶液浓度等工艺条件对Ag纳米颗粒组成、形貌和结构的影响.结果表明,获得的Ag纳米颗粒为fcc结构,颗粒直径为25—40 nm;一定条件下,Ag纳米颗粒为环状,中间孔洞直径为8—10 nm,Ag^+与碱基对数摩尔比为4、辐射时间为40 min时,Ag纳米颗粒中环状结构最多.

关键词： 银纳米颗粒   Ag@AgI复合纳米颗粒   等离子体共振光散射   碘离子   氯化铜  

摘要： 在CuCl2和KI同时存在下,银纳米颗粒表面被氧化,生成Ag@AgI复合纳米颗粒,使得银纳米颗粒在410nm处的等离子体共振光散射信号降低。该光散射信号变化很容易在普通白色发光二极管(LED)光照射下观察到,据此建立了一种简单的I!可视化分析方法。在pH 7.4Tris-HCl缓冲溶液中,在1.0×10!4 mol/LCuCl2溶液存在下,I!检测的线性范围为2.0×10!7～2.0×10!5 mol/L,相关系数为0.9959。常见阴离子对测定无干扰。将本方法用于环境水样和尿液中I!检测,加标回收率分别为95.0%～97.0%和98.7%～103.1%。

关键词： 银-二氧化钛   自组装   光催化  

摘要： 采用空气-水界面自组装法制备TiO2纳米粒子,将其放入AgNO3溶液中浸泡,后在较低温度下进行热处理(400℃),获得Ag-TiO2复合纳米颗粒。利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析测试手段进行表征。结果表明:复合粒子可以显著提高TiO2颗粒光催化活性。以甲基橙为模拟污染物,经过光催化试验,证实复合纳米粒子具有较好的光催化活性,降解率达到96.25%。

关键词： 壳聚糖   Ag纳米颗粒   表面修饰   肉汤稀释法   抗菌性能  

摘要： 采用液相化学还原法,以壳聚糖为修饰剂,硼氢化钠为还原剂,制备了壳聚糖修饰银纳米颗粒(chitosan-Ag NPs)。通过X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪等对所制备样品的结构和形貌进行了表征。结果表明,所制备纳米颗粒具有面心立方Ag的晶型结构,壳聚糖通过氨基和羟基中的N、O原子与Ag+的化学键合作用修饰在纳米颗粒表面,起到了限制颗粒粒径长大和防止其团聚的作用。采用肉汤连续稀释法检测了样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌杀菌性能,结果表明chitosan-Ag NPs具有优异的抗菌性,抗菌性能受到粒径大小的影响。

关键词： Fe3O4/Ag纳米球   复合纳米颗粒   抑菌性  

摘要： 首先用水热法制备了Fe3O4纳米球,然后以制备的磁性Fe3O4纳米粒子为磁核,在高温高压反应釜中与葡萄糖反应,使其表面包覆一层聚糖,利用聚糖的还原性,让包覆后的粒子与AgNO3反应,制备出Fe3O4/Ag纳米复合粒子。用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对所制备的材料的形貌和结构进行了表征。通过抑菌实验的测定,结果表明Fe3O4/Ag复合材料具有良好的抑菌活性。

关键词： 核壳结构Ag@Au纳米颗粒   高温原位XAFS   合金化过程   同步辐射  

摘要： 用化学液相还原法制备Ag核Au壳的核壳结构Ag@Au纳米颗粒。用UV-vis、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线吸收精细结构谱(XAFS)进行表征。结果表明成功制备出均一稳定单分散的Ag@Au纳米颗粒,Ag核颗粒平均粒径约8 nm,Au外壳的厚度约3.5 nm。DSC谱显示核壳颗粒在合金化过程中300°C附近时,扩散最剧烈,500°C时已完全形成合金。从高温原位XAFS的径向结构函数(RSF)可清晰看到Au原子周围的局域结构在合金化过程中发生明显变化。用替代位法进行拟合,发现Au-Au键长由2.86增加到2.89,配位数由原来的8.0减为6.1,同时出现了2.1个Au-Ag配位键,而无序度在不断增大,且整个合金化过程主要是以代位扩散为主。