基于有效介质理论(Effective-Medium Theory,EMA)模拟计算了碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)定向排列的CNTs复合材料的电导率及其渗流阈值。结果表明复合材料的电导率及渗流阈值强烈地依赖于CNTs的定向度、长径比和结构。通过计算复合材料电导率的增长率随CNTs含量的关系曲线,可确定出电导率的渗流阈值,其结果与实验基本符合,并对存在的差异给予了合理的解释。

以正辛胺为模板、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、异丙醇铝为铝源,在盐酸的催化作用下通过溶胶-凝胶方法制备出圆形度和分散性好、结构完整的Si/Al复合空心微球。分析了不同反应时间和反应温度下Si/Al复合空心微球的形貌、粒径、成分和结构。结果表明:Si/Al复合空心微球的平均粒径随反应温度和反应时间的增加而缓慢增大,但明显小于同样条件SiO₂空心微球的粒径。Si/Al复合空心微球的平均粒径为8~16μm、壳层厚度为2.18~3.61μm。Si/Al复合空心微球中的铝主要以氧化物的形式存在;壳层表面具有微孔结构,比表面积为431~912m²/g;可几孔径为1.2~2.0nm。

利用Benjaminm碰撞模型推导出适用于高能研磨制备片状锌粉研磨过程中研磨时间t与粉体片厚L和粒度D₅₀的计算关系式,该模型也可推广应用到高能球磨制备其他一维纳米片状金属及合金粉体,通过建立球磨过程的碰撞模型,可以计算出粉体各技术指标之间的关系,实现指导试验研究过程、优化工艺的目的。

以硝化的稀土氧化物和硝酸锌为原料,丙烯酰胺为单体,N,?-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用高分子网络法,制得纳米氧化锌与稀土氧化物的复合粉体,平均粒径为17~47nm。通过XRD,SEM,TEM,EDS,FT-IR等测试手段,表征了复合粉体的结构、形貌、成分及前驱物粒子表面键合情况。

在分析聚合物熔体的壁面滑移机理和微通道中尺度效应对壁面滑移的影响基础上,通过对Hatzikiriakos所建壁面滑移模型滑移系数的修正,建立了微通道的壁面滑移模型。采用修正前和修正后壁面滑移模型,通过数值模拟,计算出了直径为0.5mm的微通道中在不同剪切速率下的滑移速度和压力降。对比计算结果,修正后的滑移模型计算出的滑移速度减小了,而压力降增加了。通过与试验测得的压力降对比,根据修正后的壁面滑移模型计算出的压力降更接近试验值。

通过超重力场制备了纳米碳酸钙,对纳米碳酸钙进行超声波分散,然后进行原位乳液聚合,采用分步聚合的方式,在纳米碳酸钙表面包覆了丙烯酸酯类共聚物,制得了纳米碳酸钙表面原位聚合包覆产物。采用TEM、DSC、TGA和表面电子能谱(ESCA)对纳米碳酸钙表面原位聚合包覆产物进行了表征。结果表明:制备的纳米碳酸钙粒子粒径在20nm左右,通过原位乳液聚合包覆后,粒径在40~80nm,包覆后的纳米碳酸钙复合粒子表面几乎不含Ca元素,表明纳米碳酸钙被良好包覆,并形成了以纳米碳酸钙为核、PBA为中间层、MMA和EA、St共聚物为壳的三层结构有机-无机纳米复合粒子。

将纳米稀土La₂O₃作为添加剂,研究其在微细电铸镍工艺过程中的影响。采用SEM等现代分析手段对微细铸层微观结构和性能进行了测试。结果表明:纳米La₂O₃能够在阴极沉积表面发生特性吸附,具有增大阴极极化,细化微细电铸层晶粒,获得的微细铸层的显微硬度和耐磨性等力学性能比普通电铸层有大幅度的提高。

以扩散理论基础,建立以"基本微观过程"为核心的新模型,首次对存在表面活化剂时薄膜生长的微观过程进行KINETIC MONTE CARLO模拟。模拟发现,温度较低时沉积原子自身更容易聚集成核,这一反常效应是由于表面活化剂原子比沉积原子更容易被激活扩散造成的。活化层原子和沉积原子都会发生跨层间的扩散,交换比并非恒等于1,而是与温度、入射率、成膜厚度等多种因素有关。

用共沉淀法制备纳米Fe₃O₄磁性粒子,选用聚乙二醇、琼脂等分散剂制备水基磁流体。最佳工艺条件为:(1)Fe³⁺/Fe²⁺(物质的量)之比在1.70~1.75;(2)沉淀剂25%NH₃H₂O过量20%~30%,温度35℃,pH值11,反应时间为1h;(3)琼脂的最佳用量为0.050~0.060g/150mL;包覆的最佳温度为50~60℃,pH值为9~11;聚乙二醇作为第二次包裹剂时,最佳温度为55℃,反应时间是1h,pH值为4~5;并用透射电镜、分光光度计、古埃磁天平等进行了初步表征。

以自制TiO₂溶胶为光催化剂,采用荧光高压汞灯、自然光为光源,研究了光催化降解草浆造纸中段水的各种影响因素。实验结果表明,在优化的实验条件下,草浆造纸中段水的光降解率很高,尤其在日光条件下光照10min,COD_Cr的去除率便可达90%,同时能有效脱除中段水的顏色。

以NH₄Cl为氮源,采用溶胶-凝胶法制备N掺杂纳米TiO₂,以4-氯苯酚和TOC降解率为指标,考察灼烧温度、搅拌速度、溶液pH值等因素对N掺杂TiO₂可见光活性及动力学方程的影响。结果表明,N掺杂TiO₂对4-氯苯酚具有良好的降解作用,在灼烧温度400℃、快速搅拌、pH值为4.6下,4-氯苯酚降解率最大,在可见光辐射6h时达到87%。降解反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程。

研究了高密度聚乙烯/碳黑-多壁碳纳米管复合材料的正温度系数效应(PTC)。结果发现,HDPE/CB-MWNTs复合材料中MWNTs的含量为1%(质量分数,下同)时复合材料的PTC强度达8.3,室温电阻率仅为1.2Ω·m;而当MWNTs的含量为3%时复合材料的PTC强度迅速减小到小于3,室温电阻率则变化不大。SEM研究表明导电填料CB或者MWNTs在复合材料中分布均匀。对HDPE/CB-MWNTs复合材料的PTC效应随MWNTs含量的变化原因进行了探讨。

配置羧酸铕配合物溶于二甲基亚砜中形成溶液,经TG确定甩胶喷雾热分解成膜温度为120℃,制备薄膜设备为自制,通过实验摸索各实验参数,成功制备了羧酸铕配合物光致发光薄膜。用320nm的紫外光照射,测量633nm激发红光强度发现速随膜厚增加激发光强接近粉体。SEM显示形成的薄膜并不理想,但不影响发光。650℃对样品退火,没有红色激发光谱。

采用常压液相两步水解法制备了混晶纳米TiO₂,并利用原料OP制成了分散良好的乳液,采用浸渍法制备了一系列固载量不同的纳米TiO₂/硅藻土复合材料,并利用SEM,XRD,EDS及吸附和光催化降解酸性大红3R实验等对其进行了表征。结果表明,所制备的材料为平均粒径12nm的锐钛矿型和金红石型混合晶型的TiO₂与多孔硅藻土的复合材料。同时确定了降解酸性大红3R染料的最佳固载量为23%。证明了催化反应发生在催化剂表面,而非本体溶液中。

采用液相法(溶胶-凝胶法)在阴离子交换树脂和乙醇溶剂的辅助作用下直接合成纳米级的金属氧化物晶体和掺杂的金属氧化物晶体,经乙酸异戊酯为溶剂共沸干燥后得到高分散性的纳米微粉。电子显微镜和X衍射光谱的分析,证实了这些高分散性纳米微粉具有明确的晶体结构,并且表现出很高的光催化活性和抗菌灭菌的性能。

用溶胶-凝胶法在低于100℃条件下,通过碘掺杂制备纳米TiO₂(I-TiO₂)。再将其制成水性溶液用于织物的处理。用XRD,UV-vis吸收光谱等对I-TiO₂的结构、粒径及性能进行表征。结果表明,制得的I-TiO₂结构为单一锐钛矿相,晶粒尺寸约6nm。含纳米I-TiO₂的溶胶在紫外光区的吸收带宽度增加。经处理的棉织物具有优异的抗紫外线和抗菌性能。

以Zn(NO₃)₂和曙红的混合溶液为沉积液,采用阴极电化学沉积法在ITO导电玻璃上制备了纳米多孔ZnO/曙红复合膜。该复合膜中的曙红用KOH溶液溶解脱附后得到晶粒尺寸为10~20nm的ZnO纳米多孔薄膜。XRD结果表明该薄膜为ZnO六方纤锌矿结构,EDS表明薄膜中的主要成份为Zn和O,未检测到其他杂质成分。以该薄膜为光阳极制作了太阳能电池原型器件,其开路电压为0.68V,短路电流为0.79mA/cm²,总光电转换效率为0.26%。

采用微乳液快速共沉淀法制备稀土La(III)与Sr(II)复合掺杂非晶态氢氧化镍粉体。样品材料的微观结构和形貌采用XRD,Raman光谱和SEM进行表征分析。将样品作为电极活性材料,组装成MH-Ni模拟电池,研究了稀土La(III)和Sr(II)复合掺杂对氢氧化镍电极材料电化学性能的影响及其相应的作用机理。实验结果发现,在0.1C恒电流放电,终止电压为1.0V的放电制度下,La(III)和Sr(II)复合掺杂样品的放电平台为1.265V,放电容量为340.56mAh·g^-1,且电极材料在充放电过程中的稳定性和循环可逆性较好,并能有效抑制析氧反应的发生。

用溶胶-凝胶方法制备了纳米多晶La_0.7Sr_0.3MnO₃样品。测量了不同温度下烧结的样品的零场冷却交流磁化率与温度和直流磁场的依赖关系。通过对铁磁-顺磁转变点附近临界峰的分析,得到973K烧结的多晶样品居里温度为312.1K±0.2K,临界指数为:δ=3.040,γ=1.007,β=0.493;1173K烧结的多晶样品居里温度为331.7K±0.1K,临界指数分别为:δ=2.950,γ=0.993,β=0.508。两组数据均与平均场理论预言结果一致,表明纳米多晶La_0.7Sr_0.3MnO₃样品在磁性相变点附近存在长程相互作用。

采用化学液相反应,以亚硒酸或者原碲酸为原料,合成出尺寸均匀、高结晶度的硒、碲纳米线。高分辨电镜分析结果表明:合成的硒、碲纳米线均为三方晶单晶结构,生长方向沿其螺旋轴即[001]方向生长。结合光刻、电子束刻蚀技术,分别制备了硒、碲纳米线场效应晶体管器件(FET)。对器件测试的结果显示:硒和碲纳米线均为p型半导体,其相应的空穴迁移率分别为30.7,70cm²V^-1s^-1。这对新型纳米线电子学器件的开发应用具有重要意义。

以天然木棉纤维为基材,用原位复合法制备磁性纳米复合纤维。研究预处理及熟化方式对复合效果的影响,用SEM,AFM,X射线衍射,超导量子磁强计(SQUID)对复合纤维的结构与磁性进行表征。研究表明:预处理后木棉纤维是有效的模板材料,磁性粒子不仅在纤维表面还可在纤维空腔内复合,粒径为30~100nm,晶体类型为-γFe₂O₃;静磁场熟化复合的铁含量最高为7.54%(质量分数)。SQUID显示制备的木棉/磁性纳米复合纤维具有超顺磁性。

以三氧化二硼为硼源,镁作为还原剂和促进剂,氯化亚铁为催化剂,在流动氨气中1500~1600℃制备出大量BN多壁纳米管。在扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)观察到BN纳米管表面洁净光滑,直径均匀约50nm,长度达10~30μm。能谱、电子选区衍射和粉末X射线分析表明纳米管主要为h-BN多晶。

以纳米埃洛石、GCC、Clay组成颜料体系,研究纳米埃洛石用量对涂料及涂布纸性能的影响。研究结构表明,纳米埃洛石独特颗粒形态及尺寸,使其对涂料及涂布纸的性能有较大的影响。涂料的粘度随埃洛石用量的增加而增大,涂料保水值略有减小;使用埃洛石后,涂布纸白度、光泽度、表面印刷强度随着其用量的增加而增大,纸张的平滑度、油墨吸收性也有一定的改善。

氢氧化钾溶液腐蚀硅尖具有易于实现、设备简单、优异的纵向腐蚀均匀性等优点,但腐蚀均匀性差、纵向和横向腐蚀速率之比低、针形为不对称的八棱锥。通过在KOH溶液中添加过饱和的碘单质(I₂),显著减小了快腐蚀面的削角速率,在较小的掩膜下腐蚀出高的硅尖。更为重要的是该腐蚀液腐蚀的硅尖异于常规的不对称八棱锥,而是一种半锥角很小的"火箭尖"形状,因此可望获得更好的扫描特性和隧道效应。

以KMnO₄为氧化剂,以NaHSO₃为阴离子还原剂制备了超级电容器用MnO₂。运用N₂吸附、SEM和XRD对氧化锰进行了形貌和结构表征。通过循环伏安和恒流充放电测试研究了氧化锰的电化学性能。结果表明:实验制备的MnO₂为无定型结构,粒径为20~40nm,比表面积为155.4m²·g^-1。在1mol·L^-1的(NH₄)₂SO₄溶液中,在-0.4~0.5V(vsSCE)的电位范围内表现出典型的法拉第赝电容行为,电流密度为10mA·cm^-2时,其比容达到325 F·g^-1。

介绍一种合成尖晶石铁酸镁纳米粉的新方法——水热反萃合成法,并用此法合成了晶粒粒度在12~18nm的Mg-Fe₂O₄粉体。借助于XRD和TEM测试手段,考察了反萃温度、水相的pH和组成对产物形貌和粒度的影响。结果表明:在190~210℃时,用纯水反萃负载金属铁和镁的混合有机相可以直接得到尖晶石结构、近似球形和粒度分布均匀的MgFe₂O₄纳米粉体,且不会发生硬团聚。

首先对纳米SiO₂进行活化,而后用聚乙二醇(PEG)包覆纳米SiO₂得到PEG-SiO₂复合体系,将其与低分子量PET(LMPET)发生共聚制备LMPET-PEG-SiO₂纳米复合材料。经FT-IR,XPS,¹H-NMR分析证明PEG成功地将LMPET与纳米SiO₂在分子尺度上连接在一起。DSC分析表明,与PEG-SiO₂链段共聚的LMPET的热性能变化很小,热结晶温度T_mc降低4℃,熔点T_m降低3℃。

以大肠杆菌为研究对象,对纳米银的抗菌效果进行了研究,并对其抗菌机制做了初步探讨。纳米银对大肠杆菌的抑制生长曲线的结果表明,20μg/mL的纳米银能够完全抑制10⁶cfu/mL的大肠杆菌细胞生长,纳米银使大肠杆菌的延滞期加长,并且纳米银浓度越高,延滞期越长。采用透射电镜观察了经纳米银粒子处理过的大肠杆菌细胞形态变化过程,结果显示纳米银粒子先在细胞壁上产生小的孔洞,通过这些孔洞进入周质空间,导致细胞膜成分渗漏和破坏细胞膜,进而进入细胞内部。进入细胞内部的纳米银粒子使DNA浓缩呈紧张态,并与破损细菌的细胞质结合积聚,最后引起胞内物质流失。另外,纳米银对大肠杆菌总DNA影响的分析表明,随着纳米银浓度的增高,大肠杆菌总DNA样品降解的程度增大。

介绍了一种制备具有低介电常数氧化硅分子筛薄膜的新方法。以正硅酸乙酯为硅源,四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂和碱源,采取水热晶化技术,通过原位法在硅晶片表面制备出纯二氧化硅透明分子筛薄膜;采用紫外光解法脱除分子筛薄膜孔道内的模板剂,制备出具有低介电性能的氧化硅分子筛薄膜。使用FT-IR,XRD和SEM对样品进行了结构表征,并采用阻抗分析仪测量了薄膜的介电常数,采用纳米硬度计测量薄膜的弹性模量和硬度。

以丙烯酰胺为聚合单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了尖晶石型Ni_0.5Zn_0.5Ce_xFe_2-xO₄(x=0,0.05)纳米晶。采用X射线,FT-IR,TEM和波导等方法对产物进行了表征。X射线结果表明,当煅烧温度为600℃时,形成纯相的尖晶石型Ni_0.5Zn_0.5Ce_xFe_2-xO₄(x=0,0.05);由透射电镜照片可知Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄平均粒径约为30nm;纳米晶体在8.2~12.4GHz的测试频率范围内具有介电损耗(ε″)和磁损耗(μ″),Ni_0.5Zn_0.5Ce_0.05Fe_1.95O₄的ε″和μ″均高于Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄,Ni_0.5Zn_0.5Ce_0.05Fe_1.95O₄的ε″和μ″的最大值分别为0.93和0.15。

利用双光子聚合加工技术在低折射率材料中制备了具有宽带隙的光子晶体结构,通过递推方式获得晶格常数的最佳变化条件。通过透射及反射谱测量及时域有限差分方法证实了周期渐变的准金刚石结构的带隙展宽现象,该结果表明三维光子晶体带隙展宽可由不同晶格常数的结构叠加形成。

为实现制备出导电性能优良的有机透明导电涂层,需要把具有导电性的碳纳米管在树脂中组装成一体化导电结构网络。运用可以在树脂中自组装的导电聚乙撑二氧噻吩和聚苯胺来实现碳纳米管自组装的方法,分别合成出了导电聚乙撑二氧噻吩和聚苯胺薄膜均匀覆盖的碳纳米管/聚乙撑二氧噻吩复合物与碳纳米管/聚苯胺纳米复合物,并运用透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)和四探针法对其进行了分析与表征,结果发现这种复合物的导电性较碳纳米管和聚乙撑二氧噻吩以及聚苯胺自身导电性都有一定程度的提高。

采用电化学极化测量技术研究了p(100)和p(111)硅片在碱性KOH溶液中的腐蚀行为,考察了KOH溶液浓度、温度和硅片表面缝隙等因素对腐蚀行为的影响。结果表明:在室温下当KOH浓度为5~6mol/L时硅片腐蚀速率最大;随着KOH腐蚀液温度增加,腐蚀速率增大,在50℃左右腐蚀速率增加显著;硅片表面缝隙会加剧硅的局部腐蚀,在同等实验条件下缝隙腐蚀速率比均匀腐蚀快一个数量级。

研究了高碱度合成磺酸钙产品(T106)浊度与胶体结构及其稳定性之间的关系,考察了高碱度磺酸盐清净剂产品制备过程中,助溶分散剂及其用量、高碱度化工艺条件、后处理工艺条件等因素对产品浊度的影响,从根本上认识并解释了载荷胶团的形成过程,为更好的控制产品的质量及性能提供了依据。

利用X射线衍射对经ECAP挤压及退火处理后的304奥氏体不锈钢进行了物相标定及各物相含量的定量计算。结果表明,经ECAP挤压后,不锈钢内明显形成α′和ε两种形变诱发马氏体,且α′马氏体含量高于ε马氏体含量。挤压后的不锈钢经退火处理后,α′马氏体含量显著下降,ε马氏体含量相对增加。奥氏体含量在第一道次挤压后明显下降,以后道次的挤压和退火处理对其影响较小。

以TiCl₄为钛源,通过低温固态反应合成了一系列掺杂Ba_0.93-xY_xSr_0.07MnyTi_1-yO₃纳米固溶体粉末。经XRD物相分析证明,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体。TEM电镜形貌分析,粒子分布较均匀,基本呈规则球形,粒径大约70nm。通过制陶实验,研究了材料的PTC效应,当施主Y和受主Mn的掺杂量分别为1%和0.04%(摩尔分数)时,得到了室温电阻37.09Ω左右,升阻比达到2.957×10⁵,电阻温度系数α为23.36%的性质优良的PTC陶瓷材料。

采用静电纺丝技术和层层组装技术制备了聚电解质/TiO₂复合中空纳米纤维。以电纺聚苯乙烯纤维为模板,聚电解质交替吸附在纤维表面,再用有机溶剂溶掉PS纤维模板获得多层聚电解质中空纤维。纤维的平均直径和壁厚能通过模板和吸附层数很好的得到控制。在对比P25 TiO₂和TiO₂中空纤维对亚甲基蓝的光催化性能实验中,发现TiO₂中空纤维具有更好的光催化性能。TiO₂/聚电解质复合中空纳米纤维有望应用于光催化,可控药物释放等。

以CuCl₂为前驱体,十二烷基硫酸钠(SDS)为添加剂,采用电化学沉积方法,在室温条件下,成功地制得了Cu的枝状晶体。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对枝晶铜进行了形貌和物质结构的表征;制得的枝晶铜尺寸达到微米级,为面心立方晶相。通过研究各实验参数,如电沉积时间、电位和十二烷基硫酸钠(SDS)的浓度对枝状晶体形貌的影响,发现枝晶铜的生长过程经历了成核-生长-再生长的过程。

采用批处理吸附技术,研究了Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)在凹凸棒及酸化凹凸棒中的竞争吸附特征。结果表明,Pb²⁺在凹凸棒与酸化凹凸棒上的吸附性均优于Zn²⁺,但酸化凹凸棒较前者对Zn²⁺具有更高的选择吸附性。随着温度的升高,凹凸棒对Pb²⁺,Zn²⁺的选择吸附性分别逐渐增强和减弱,而酸化凹凸棒对两种金属离子的选择吸附性在40℃分别达到最强和最弱。吸附主导机理不同是导致两种吸附剂的选择吸附性能出现差异的主要原因。

采用直流电化学沉积方法,在多孔阳极氧化铝模板纳米孔洞中制备出直径约90nm,长度超过10μm的金属Ni/Zn纳米线有序阵列。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),原子力显微镜(AFM),X射线衍射仪(XRD),振动样品磁强计(VSM)对模板及所制备的样品进行形貌、结构及相关性能的表征和测试。结果表明所制备的Ni/Zn纳米线具有沿[111]方向择优生长特性,易磁化方向沿纳米线长轴方向。

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为高分子保护剂,乙二醇为溶剂,在60℃恒温水浴中,用水合肼还原二价铜、镍盐,合成了铜镍纳米复合粉末。研究了铜镍前驱体浓度比对产物组成的影响,PVP加入量对合成铜镍复合颗粒尺寸的影响。对制得的样品用XRD,TEM进行了表征。结果表明:产物中的铜镍比随着反应物中铜镍比的增加而增加,铜镍复合纳米颗粒的粒度随着PVP浓度的增大而减小。因此,可以通过改变溶液中的Cu²⁺和Ni²⁺的比例以及PVP用量得到不同组成和粒度的铜镍复合纳米粉。

纳米阻抗显微镜(Nanoscale impedance microscopy,NIM)能够测量材料表面的纳米微区阻抗性质,已经成为纳米材料表征的重要工具,得到越来越多的应用;但其应用目前仅局限于实验室范围,而国内尚未有纳米阻抗显微镜研究的文献报道。本文主要介绍纳米阻抗显微镜的基本原理及其仪器的研制。以国内外现有的扫描探针显微镜仪器为基础,研制出了两套不同的纳米阻抗显微镜样机,并率先实现了这种技术的商品化,还利用该技术开展了氧化锌多晶陶瓷材料的应用研究。

用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法,以硅烷为源气体,在玻璃基片上沉积得到多孔的氧化硅薄膜。将反应过程中加在沉积区域的脉冲负偏压固定在-300V,当占空比从0.162增大到0.864时,薄膜样品的结构、形貌均不相同。拉曼光谱显示,位于480cm^-1附近的峰在低占空比条件下存在,但是当占空比升高到0.702时该峰基本消失。位于560cm^-1附近的峰则随着占空比的继续升高而增强,并出现蓝移,这说明薄膜样品中的非晶硅在占空比升高时消失,氧化硅所占比例不断增加,同时颗粒变小。扫描电镜照片也表明,组成多孔氧化硅薄膜的颗粒在占空比增大时变得细腻并且薄膜整体变得蓬松多孔。

采用超声水热法制备出纳米凹凸棒石黏土矿,加入定量的分散剂,在一定的pH值、时间、温度的条件下,能制备出50~200nm的凹凸棒石纳米粒子。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试手段进行分析和表征,探讨了纳米凹凸棒石黏土矿的形貌、形成机理及其晶体结构。结果表明:在不同的反应条件下,所产生的凹凸棒石纳米粒子的大小和形貌也不同;在不同的反应酸体系中,超声水热法制备出的纳米凹凸棒石结构也发生了变化。

以正硅酸乙酯(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)为硅源,硝酸为催化剂,制备了甲基修饰的二氧化硅膜,研究了MTES改性二氧化硅膜的表面润湿性与表面结构的关系以及MTES改性二氧化硅膜的吸水率。用已知表面张力的液体测定接触角,按扩展的Fowkes式计算试样的表面张力γ_S及其三组分值γ_S^d(色散力)、γ_S^P(偶极矩力)和γ_S^h(氢键力),用热重分析(TG)法测定二氧化硅膜的吸水率。结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增大,二氧化硅膜的表面自由能显著减小,表面润湿性降低,主要是表面张力中氢键力组分的贡献。X射线光电子能谱分析表明,这是由于二氧化硅颗粒表面Si—CH₃基团增加而Si—O和O—H基团减小所致。随着MTES/TEOS摩尔比增大,二氧化硅膜的吸水率降低,疏水性二氧化硅膜的MTES/TEOS摩尔比应大于0.8。

在氢气氛下机械球磨AZ31镁合金粉末,利用机械力作用使镁合金粉末与氢气发生反应生成纳米晶MgH₂,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法观察和分析了镁合金粉末与氢气在球磨过程中的微观组织演变。结果表明:球磨初始阶段粉末颗粒被碾压成扁平状,随着球磨的进行粉末颗粒逐渐细化,球磨至80h,形成粒度1~3μm、晶粒尺寸10nm左右的纳米晶MgH₂粉末材料。

分别在预聚物体系中添加质量份数为0.3%,0.7%,1.0%,1.3%的坡缕石纳米(称为P纳米),原位合成坡缕石/桐油酚醛树脂(P/TPF)。用TEM观察纳米粒子在树脂中的分散状况,用SETARAM TG-DSC92-16热分析仪对合成的树脂进行了TG分析;将所合成的树脂分别制作成编织摩擦材料并在DMS-1试验机上对其摩擦学性能进行测试。结果表明:P纳米份数在0.3%~1.0%范围内P/TPF热失重率在240~600℃的中温区近于线性递减;当P纳米份数为1.0%时树脂的耐热性及其摩擦材料综合性能最佳,抗热衰温度可达280℃,200℃耐磨性最好,磨损率比无纳米桐油酚醛树脂摩擦材料提高15%。

利用自然生物物质为模板和骨架构筑功能纳米材料是纳米科技领域的一个前沿研究方向。近来我们发展的"人工化石方法"通过在纳米层次上以不同客体基质复制自然物质的结构和形貌从而获得新型功能纳米材料,是该方向的一个突破。本文综述了该方法用于功能金属氧化物纳米管材料和纳米管/纳米颗粒复合材料制备的研究进展。

利用滚压振动磨在干法室温条件下制备出形状规则的纳米锌粉,在260℃下与水蒸汽接触发生水解氧化还原反应,得到氧化锌纳米复合结构。其特征是棒状和块状纳米结构共存,具有良好的分散性,氧和锌的原子比接近2:3。将这种复合纳米结构用于光催化降解甲基橙溶液,在距离40cm的20W紫外灯照射下,研究了不同初始浓度、光催化剂添加量和水解温度对氧化锌纳米复合结构光催化降解性能的影响。在50mL初始浓度为10mg/L的甲基橙溶液中,添加260℃下水解生成的氧化锌纳米复合结构400mg,在10min内降解率可达80%以上。

提出了一种制备单相纳米晶Sm₂Co₁₇合金块体材料的新方法。利用XRD和TEM分析了制备出的纳米晶Sm₂Co₁₇合金的相结构和显微组织。研究表明制备的单相纳米晶Sm₂Co₁₇合金在室温下具有密排六方的晶体结构,与传统的菱方晶体结构的粗晶Sm₂Co₁₇合金具有不同的结构热稳定性。测定了单相纳米晶Sm₂Co₁₇合金的磁性能和力学性能,与同种成分的粗晶材料相比,单相纳米晶Sm₂Co₁₇合金的磁性能和力学性能均获得显著提高。

利用一种简单的无催化化学镀法制备了纳米镍晶粒包覆氮化硅陶瓷的复合粉体。通过不同的反应PH值和搅拌工艺对比获得了较为均匀的包覆。利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对包覆粉体的物相及显微形貌进行表征分析。磁性能测量表明包覆粉体具有良好的铁磁性能和磁各向异性。

用PEG化磷脂膜修饰蛋白质芯片的二氧化硅表面,通过调节PEG的含量,考察磷脂膜对蛋白非特异性吸附的抑制,以及对蛋白分子固定的影响。结果表明,经过PEG化磷脂膜修饰的二氧化硅表面,可以显著抑制蛋白的非特异性吸附,并通过功能化的PEG分子有效固定配基及其抗体。

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂和Eu³⁺离子掺杂的TiO₂纳米材料,通过X射线衍射和荧光光谱分析对样品进行了表征。X射线衍射结果表明,少量稀土Eu³⁺离子的掺杂能有效抑制TiO₂纳米颗粒的增长,进而提高晶体相变温度;荧光光谱研究表明TiO₂:Eu³⁺体系中均能得到Eu³⁺离子特征发射光谱。随着Eu³⁺离子含量的增加,Eu³⁺离子的发光性能增强;并且Eu³⁺离子以Eu₂(樟脑酸)₃(1,10-菲咯啉)₂有机配合物为前驱体掺杂到TiO₂:Eu³⁺纳米晶体的发光性能优于以Eu(NO₃)₃·6H₂O为前驱体制备的TiO₂:Eu³⁺纳米晶体。

用射频磁控溅射法制备Al掺杂ZnO(ZAO)薄膜,研究溅射与真空退火工艺对ZAO薄膜的显微结构及光电性能的影响。采用X射线衍射(XRD)对ZAO薄膜的显微结构进行了测试分析,用四探针测试仪、紫外-可见分光光度计对ZAO薄膜的光电性能进行了测试分析。结果表明:随溅射时间的增加,样品由非晶态向晶态转变,同时也出现(002)择优取向强弱的变化。退火提高了溅射时间较长的薄膜的结晶质量。溅射时间的增加使溅射态ZAO薄膜的光学带隙变窄,但退火处理则使光学禁带宽度增大。溅射时间的增加以及退火处理均使薄膜的透光率稍有下降,但所有ZAO薄膜的透光率均在90%以上。薄膜的电阻率随溅射时间的增加先降低,后稍有回升。退火使薄膜的电阻率显著降低,当溅射时间为60min时退火后薄膜的电阻率达到最低值,为9.4×10^-4Ω·cm,其方块电阻低至18.80Ω/□。

采用二次阳极氧化的方法制备了孔高度有序的多孔氧化铝,研究了阳极氧化电压和草酸浓度对多孔氧化铝孔径的影响。结果表明,在0.5mol×L^-1的草酸溶液中,电压从35V增加到45V时,孔径从76nm线性增加到95nm;当电压为45V,草酸浓度从0.3 mol×L^-1增加到0.5 mol×L^-1时,孔径从75nm增加到95nm,孔径分布均符合正态分布。SEM分析表明,在上述条件下制备的孔排列高度有序,通过合理改变氧化电压和草酸浓度,可以准确控制AAO的孔径及分布。

首先成功合成了介孔氧化锆母体,采用SAXRD、氮气吸脱附、HRTEM等表征发现,制备的介孔氧化锆其晶胞常数a0为12.14nm,介孔直径为3.7nm,介孔的孔壁厚度大约为8.34nm,比表面积和孔体积分别为163.5m²/g和0.15cm³/g;将这种介孔材料进行硫酸化制得固体超强酸,并考察了焙烧温度对其结构的影响,结果发现:随着焙烧温度的提高,催化剂的介孔结构在600℃前基本稳定,但是更高温度会导致介孔结构的破坏;较低温度焙烧得到的硫酸化氧化锆介孔孔壁上是无定形的,温度升高逐步转变成为四方晶相和单斜晶相;NH₃-TPD表征发现400℃焙烧后催化剂具有较为宽泛的氨气脱附峰,酸量较少;500℃焙烧后的催化剂的酸性强、具有最大酸量;600℃焙烧后的催化剂酸强度降低,同时酸量下降;700℃焙烧的催化剂酸强度较弱,酸量也进一步减少;800℃焙烧后催化剂基本上没有表现出酸性。催化剂应用于甲苯甲醛缩合反应中,发现500℃焙烧的催化剂显示出最高的活性,甲醛转化率达到45.7%,更高温度焙烧后转化率明显下降,800℃焙烧催化剂没有表现出任何活性。

以RuCl₃、SnCl₂、SnCl₄为源物质,柠檬酸为络合剂,无水乙醇为溶剂制备了纳米级20%RuO₂-80%SnO₂。采用XRD、TEM和比表面(BET)等测试技术研究了产物的组织结构。结果表明:粉体为分散性良好、尺寸分布均匀、具有优良热稳定性的金红石相。以SnCl₂为反应物,完全形成尺寸约为10nm的(Ru,Sn)O₂固溶体。以SnCl₄为反应物,形成SnO₂和RuO₂混合物。钌出现的温度比单一以RuCl₃为源物质时出现的温度高,超过钛阳极的常规制备温度450~550℃。SnO₂可以有效控制Ru的产生并阻止RuO₂的择优生长取向。400℃加热保温1h的样品,其表面积比600℃加热的比表面积大,前驱体为SnCl₂制备的粉末的比表面积具有比前驱体为SnCl₄时的大。

分别采用浸渍-提拉法和液相渗透(LPI)法用SnO₂前驱物填充模板得到SnO₂/PS复合膜,灼烧去除模板后,成功地制备了三维有序多孔SnO₂膜。PS胶粒晶体模板是用乳液聚合法合成的单分散PS微球通过垂直沉积法在55℃组装而成。实验结果显示,由改进的LPI法制备的三维有序多孔膜质量相对较高,面积较大并且无"表皮"覆盖。在灼烧去除模板的过程中孔径有一定的收缩。

采用共沉淀法制备纳米Fe₃O₄,并采用水热处理方式使其熟化。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对Fe₃O₄进行表征。XRD结果表明,所制得的Fe₃O₄成分均一;通过TEM照片可以看出,熟化后颗粒结晶度提高,颗粒尺寸在20nm左右;磁化曲线表明经水热熟化后,Fe₃O₄磁性能有明显提高。

运用DSC手段研究了UHMWPP/UHMWPE合金纤维的非等温结晶行为。采用Avrami方程和Avrami-Ozawa方程的结合(莫氏法)分析了其结晶能力和结晶活化能。分析F(T)及ΔE数据可知,UHMWPE作为成核剂加入有效地降低了结晶活化能,使得UHMWPP的结晶更容易。

分别用氢气泡动态模板电沉积法和电势脉冲氧化还原法制备了三维微/纳米多孔铋薄膜和纳米多孔铋膜。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对其表面形貌和结构组成进行了表征。两种多孔铋膜对4-硝基酚的电还原有较高活性。

采用脉冲激光烧蚀装置,在不同环境气体下,沉积制备了含有纳米Si晶粒的薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的表面形貌,并对晶粒尺寸进行统计分析,发现不同环境气体下,纳米Si晶粒平均尺寸均随衬底与靶的距离增加有着先增大后减小的规律;通过分析比较,同等条件下Ne气环境下制备的纳米Si晶粒平均尺寸最小。

在惰性气体保护的全封闭系统内,采用直流氢电弧蒸发-冷凝与放电等离子烧结相结合的技术制备出高致密度、晶粒尺寸细小且分布均匀的纯铝纳米晶块体材料。对制备材料的结构分析表明,铝纳米晶块体具有很高的纯度,纳米晶界面洁净无杂相。对制备的铝纳米晶块体的力学性能测试表明,其显微硬度为2.12GPa,比铝粗晶材料提高了约6倍;而弹性模量与粗晶块体相比变化不大。

以正硅酸乙酯(TEOS)、无水乙醇(Eth)、Fe(NO₃)3·9H₂O和盐酸(HCl)为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了纳米-αFe₂O₃/SiO₂复合材料。同时研究了热处理温度以及Fe₂O₃浓度对纳米复合材料-αFe₂O₃/SiO₂的形成及磁性能的影响。结果表明:纳米-αFe₂O₃/SiO₂复合材料最佳热处理温度为700℃左右,Fe₂O₃最佳浓度为40%(质量分数)左右,相应的纳米-αFe₂O₃/SiO₂复合材料的磁性能也是最佳的。

提出将碳纳米管(CNTs)作为一种新型分析增效试剂用于加强光谱探针,研究了其与水溶性大分子增效试剂聚乙烯醇(PVA)的协同增敏机理,并应用于乙基紫(EV)光度法测定肝素钠(Heparin,Hep)的体系中。在此缔合物显色体系中,含芳香环大分子的EV通过π~π作用于CNTs的管壁上,增大了有色物质的吸光面积;PVA的加入提高了CNTs及离子缔合物的分散性。结果表明,在CNTs与PVA复配的影响下,EV与Hep在pH为6.5的Britton-Robinson(B-R)缓冲溶液中形成稳定的紫红色缔合物后在640nm处发生明显的褪色,ΔA_max提高了330.7%。肝素钠浓度在0~2.5mg/L范围内与ΔA成正比,回归方程为ΔA=-0.006+0.360C(mg/L),表观摩尔吸光系数ε=4.29×10⁶L·mol^-1·cm^-1,R=0.9991。在最佳实验条件下,对肝素钠注射液效价进行了测定。

用磁控溅射技术在普通载玻片上制备了不同厚度透明的锐钛矿相二氧化钛(TiO₂)纳米薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等分析方法对试样进行表征,并测试了其紫外-可见透射光谱,计算了此薄膜的禁带宽度,其值接近TiO₂禁带宽度的理论值3.2eV。

研究分别采用了放电等离子烧结方法(Spark Plasma Sintering,SPS)和普通烧结方法,对(Ba,Sr)TiO₃陶瓷进行不同温度下的烧结(1200~1300℃),进而研究了放电等离子烧结对(Ba,Sr)TiO₃陶瓷性质的改良能力。实验表明,同温度下SPS法烧结的(Ba,Sr)TiO₃陶瓷具有更大的相对介电常数,更低的电流损耗。同时,从SEM照片中观测到SPS烧结法可以较好的改进陶瓷的表面致密度。另外,1240℃下用SPS方法烧结的(Ba,Sr)TiO₃陶瓷有着最优良的性质。

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在不同环境压强下于室温Si衬底上沉积制备出了Ge纳米薄膜。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了环境压强对薄膜的微观结构、形貌以及膜厚的影响规律。结果表明:所制备的纳米薄膜中Ge均为晶态;随着环境压强的增大,薄膜表面由常规的量子点镶嵌结构演变为类网状结构;膜厚随着环境压强的增大而减小。

通过分散共聚制备了聚N-异丙基丙烯酰胺接枝聚丙烯腈/聚苯乙烯(PNIPAAm-g-PAN/PSt)聚合物微球,以氯铂酸(H₂PtCl₆)为金属源,乙醇为还原剂,将与酰胺基团配位的铂离子(Pt⁴⁺)还原成纳米铂(Pt)颗粒,负载在表面具有特殊形态的聚合物微球表面,制得了分散稳定的负载型纳米Pt颗粒,可用于催化苯胺的聚合等,通过改变反应温度可控制苯胺的聚合速率。

用聚醚酰胺对尼龙6进行了聚合改性。研究了改性尼龙的的聚合方法、纺丝方法以及弹性和结晶性能。结果表明,随着聚醚酰胺含量的增加,尼龙6的弹性和回弹性有很大提高,结晶温度也逐渐降低。

将普通光刻技术和电化学技术相结合,在微芯片上制备得到了机械可控断裂结法(MCBJ)所需的悬空纳米间隔金属电极对,并分别用热氧化二氧化硅和聚酰亚胺(PI)作为牺牲层使得电极对悬空,明显提高了可控断裂的实验成功率,并延长了微芯片使用寿命。利用分子自组装和MCBJ方法成功构筑了金属/分子/金属结,并实施了对巯基苯胺(BDT)单分子的电学性质测量,得到了BDF的电导值和I-V特性曲线。

以醋酸锌水溶液为前驱体,分别以醋酸铵和硝酸铟为氮(N)源和铟(In)源,采用超声喷雾热分解方法在普通玻璃衬底上沉积了氮-铟(N-In)共掺杂ZnO薄膜。并采用X射线衍射、场发射扫描电镜、霍尔效应、透射光谱等分析方法,研究了N,In共掺杂和沉积温度对ZnO薄膜的晶体结构、成分及含量、形貌、电学性能、光学性能的影响。结果表明:通过氮-铟共掺杂,ZnO基薄膜具有良好的的电学性能,但是均为n型导电,与相关文献中的结果完全相反。

以硝酸锌为锌源、硫脲和硫代乙酰胺为硫源、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,采用水热法成功合成了ZnS微球,借助XRD,XPS,SEM和UV-vis等多种测试手段对其进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物研究了样品的光催化性能。物相结构分析表明,所得样品为纯度较高的立方闪锌矿型ZnS;SEM分析表明,样品为纳米级的ZnS粒子层层堆积组装而成的微球体,以硫代乙酰胺为硫源时,微球直径在500~1000nm之间,而以硫脲为硫源时微球直径约为1.5μm;UV-vis吸收光谱分析表明样品在200~320nm波长范围内对光有较强的吸收,作为光催化剂具有一定应用潜力。

以Mg(NO₃)₂·6H₂O,NaOH和聚丙烯酸钠(PA-Na)为原料,采用直接沉淀法合成改性纳米Mg(OH)₂,考察了反应温度、反应时间、Mg2+初始浓度、PA-Na添加量对平均直径、沉降体积的影响,得出了改性的最佳条件,通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等对改性前后的样品进行对比分析。结果表明:改性后PA-Na吸附在Mg(OH)₂颗粒表面,并且衍射峰主峰强度提高、团聚程度减少。

通过过二硫酸铵氧化和氨基磺酸铵化学修饰两个步骤,制备了在水中有较大溶解度的单壁碳纳米管。Raman光谱和UV-vis-NIR吸收光谱表明,上述处理过程没有改变单壁碳纳米管的电子结构;此外,红外光谱的研究说明氨基磺酸铵与碳纳米管是通过酰胺键连接起来的。这种水溶性单壁碳纳米管将会在生物化学和生物医药领域有着重要的应用前景。

详细概述了燃烧法形成富勒烯的机理和碳氧比、燃烧炉内压力、稀释气体种类、火焰离燃烧喷嘴的距离、燃烧气体流速、火焰温度等对富勒烯产率的影响。

分别用热物理法制备ZnO、掺Al/ZnO和光化学反应沉积制备掺Al/ZnO的纳米粉体材料,采用XRD,TEM等手段研究了ZnO超微粒子结构与形貌。在Al掺杂ZnO纳米晶的水相体系中,通过吸光度、脱色率的测定证实了Al掺杂有效的改善了ZnO对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能。Al掺杂ZnO纳米晶较普通氧化锌有更好的光催化活性。效果最好的是热物理法掺Al/ZnO对亚甲基蓝的降解。

利用电弧等离子体法以Co₂O₃为催化剂裂解甲烷制备得到了碳纳米管。所得固相产物进行了扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析表征。结果表明:固相产物中形成的碳纳米管纯度较高,直径在50~90nm之间,并发现了一种特殊的管壁厚度不均,呈厚-薄-厚形态的碳纳米管。

采用火焰CVD法,在丙烷/空气扩散火焰中氧化前驱物(TiCl₄)制备纳米二氧化钛颗粒。对不同进气条件下所生成TiO₂纳米颗粒的粒径与晶型进行研究。在实验中共讨论了4种不同的进气条件。结果发现丙烷与空气流速决定火焰的温度;随着载气流速的升高,金红石型TiO₂颗粒的含量降低,但是粒径大小几乎没有什么变化;而TiCl₄流速对晶型含量的影响不大,TiCl₄流速越高,颗粒粒径越大。

通过电聚合的方法构置了桑色素功能化碳纳米管修饰电极(morin/MWNTs/GCE),以多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)为模型化合物,考察了该修饰电极的电催化作用与机理。结果表明:DA与AA在Morin/MWNTs/GCE上的峰电流比裸电极、碳纳米管修饰电极明显增大,氧化峰电位差达210mV,可实现多巴胺的灵敏测定。AA存在下,DA在1.0×10^-7~5.0×10^-4mol/L浓度范围内与峰电流有良好的线性关系,方法检出限2.0×10^-8mol/L。

以具有良好生物相容性、生物可降解性的聚乳酸(PLA)为原料,通过静电纺丝法,以高速旋转的滚轴为收集装置,制备了PLA小口径管状支架(d=4.5mm)。研究了不同工艺对PLA管状支架形态结构、孔隙率和生物力学性能的影响。结果表明:随着纺丝液质量分数的增加,纤维直径增大,孔隙率减小,断裂强度提高;当滚轴转速为2000r/min时,可获得取向很好的纤维,此时,PLA管状支架的孔隙率最小,断裂强度最大,其爆破强度远高于人体正常血压;随着管壁厚度的增加,PLA管状支架的孔隙率减小,其断裂强度及爆破强度均增加。

以GdNi₂合金为金属源,采用电弧放电法,控制不同的He压选择性地合成了Gd金属富勒烯包合物和单壁碳纳米管。当He压为16kPa时,主要得到Gd金属富勒烯包合物,当He压为80kPa时,选择性获得单壁碳纳米管。

在常温常压下,以硝酸钙(Ca(NO₃)₂·4H₂O)和磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄)为原料,运用超声喷雾法技术制备了羟基磷灰石(HAP)纳米粉体,获得了颗粒度为30~40nm的均匀HAP粉体。研究了化学反应时间与烧结温度对HAP的结晶度和颗粒均匀性的影响规律。在相同的制备工艺条件下,与传统的超声化学法和化学沉淀法制得的HAP粉体样品进行比较,发现超声喷雾法可以在较短的反应时间内制备出纳米HAP,显著提高HAP的合成效率、结晶度,且获得的颗粒度相对均匀。

以钛酸丁酯和Fe(NO₃)₃·9H₂O为原料,采用水热法制备了Fe掺杂的纳米TiO₂。利用XRD,TEM和UV-Vis对样品进行了表征,并研究了不同催化剂用量和pH值等因素对光催化降解次甲基蓝的影响。结果表明:Fe掺杂的纳米TiO₂吸收带红移,吸收强度增大,在碱性条件下具有更好的光催化性能,催化剂最佳用量为1.0g/L。

为了研究MoS₂纳米管的摩擦学性能,用模板法在低温(450℃)条件下热分解(NH₄)₂MoS₄合成出MoS₂纳米管,利用SEM,EDS,TEM和AFM对样品的形貌和结构进行分析。结果表明:用模板法制备的MoS₂纳米管的形状和尺寸高度均匀一致,直径约为100nm,长度大于5μm,与模板孔洞的参数一致。在CETR UMT-2试验机进行摩擦实验,结果显示MoS₂纳米管具有优良的润滑性能。

为寻找巯基乙酸甲酯化过程中可代替硫酸的催化剂,利用hyperchem 7.5软件在OPLS力场下,选用分子动力学方法模拟了超强酸类催化剂在不同温度条件下与巯基乙酸,甲醇的相互作用。经过计算得出势能数据分析,310~340K为其相互作用的适宜温度范围,SO₄^-2/TiO₂为其反应较好的催化剂。

采用冻胶纺丝法制备超高分子量聚丙烯纤维(UHMWPP),并在不同的拉伸温度下对其进行拉伸。研究了在不同拉伸倍率下,拉伸温度对UHMWPP纤维力学性能的影响。结果表面:UHMWPP纤维在室温低拉伸倍率下表现为结晶高聚物的拉伸行为,高温时则为硬弹性材料的拉伸行为。纤维的断裂强度与杨氏模量主要由拉伸倍率决定,断裂伸长率则由拉伸倍率和拉伸温度决定。

通过一步水热制备TiO₂/Al₂O₃核壳型纳米粉体,并且研究了pH值、水热温度和时间对核壳粉体的影响,最佳的反应条件为:制备前驱体的pH≈9.0,水热温度为260℃,水热保温时间为3.5h。产品的平均晶粒粒径小于20nm。通过XRD,TEM和SEM表征,核壳型纳米TiO₂/Al₂O₃粉体包膜良好,且TiO₂/Al₂O₃添加到水性乳胶漆后能提高其抗老化性能。

由共沉淀法制备磁性Fe₃O₄纳米颗粒,并用油酸钠对其表面进行改性,得到了平均直径为12.7nm的油基Fe₃O₄纳米颗粒。在该纳米颗粒存在的条件下,通过分散共聚制得了内部为Fe₃O₄,外层为二乙烯基苯(DVB)交联的聚丙烯酸-co-聚甲基丙烯酸甲酯(PAA-co-PMMA)磁性复合微球。研究了介质乙醇/水的比例、引发剂、分散剂、交联剂用量对形成复合微球的影响,得出了制备复合微球的优化实验条件,并对复合微球的结构、形态、尺寸及磁含量进行了考察。

采用电纺和水热处理两步法,通过水热后处理在电纺的TiO₂纤维上生长了ZnO二级结构,制备了ZnO/TiO₂异质结构的复合材料,并研究了反应时间对ZnO生长的影响。采用SEM,TEM对异质结构的微观结构进行了表征,XRD对ZnO/TiO₂进行了物相分析。

运用紫外可见吸收光谱,在水相金溶胶体系中研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在金纳米粒子表面的吸附。实验结果表明:PVP吸附在金纳米粒子的表面,使金纳米粒子的特征吸收峰的峰位红移15nm左右且强度下降。根据金溶胶中PVP加入量和特征吸收峰的变化,提出了PVP对溶胶中金纳米粒子的表面包裹经过的过程。

用沉积-沉淀法制备了纳米Au/Fe₂O₃-MO_x(M=La和Ce)系列催化剂,考察了催化剂对于CO的低温催化氧化性能,并通过XRD,BET和AAS等表征手段对催化剂进行了表征,分析了稀土氧化物的掺杂对Au/Fe₂O₃催化剂性能的影响。结果表明:CeO₂的加入能够有效提高Au/Fe₂O₃催化剂的催化活性,而La₂O₃的加入对催化剂性能没有明显的影响。

采用化学共沉淀法,以FeC1₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O为原料,氨水为沉淀剂制备出磁性Fe₃O₄纳米粒子;然后采用化学交联法,在分散有纳米Fe₃O₄的壳聚糖乳液中,加入适量的戊二醛交联剂制得包覆有纳米Fe₃O₄的壳聚糖复合微球载体。该复合磁性微球成球性好,分散均匀,平均粒径达到10μm左右,具有较好的磁响应性及生物可降解特性。该复合磁性微球可作为载体材料应用于磁性靶向药物的制备。

以煤为碳源,FeS-Co₂O₃混合物为催化剂,采用电弧放电法制备碳纳米管。考察了催化剂等对碳纳米管生成的影响。采用SEM,HRTEM及拉曼光谱对产物进行表征。结果表明:FeS-Co₂O₃混合催化剂在质量比煤:FeS:Co₂O₃为1:0.3:0.3下,制备的碳纳米管达到理想效果。且该催化剂对阳城煤与大同煤的催化效果近似。同时对FeS,Co₂O₃两种催化剂在碳纳米管生长过程中的作用进行了初步探讨。

采用溶胶-凝胶法制得粒径为57nm的无定形纳米ZrO₂粒子。用硅烷偶联剂KH560、KH570、A151、钛酸酯、硬脂酸等表面活性剂对其表面进行修饰。修饰后对改性效果进行激光粒度,红外光谱,扫描电镜,透射电镜,X射线衍射分析。实验证明:A151改性效果较好,改性后无机纳米粒子表面的羟基和有机集团发生化学键结合,无机纳米粒子表面性质由亲水憎油向亲油憎水转变。

n型单晶硅经光电化学阳极刻蚀成多孔硅,研究了多孔硅经硝酸银(AgNO₃)水溶液浸泡前后样品的光致发光(PL)性质,实验发现,浸泡很短时间内多孔硅发光强度增强,浸泡时间较长的样品发光强度会衰减直至猝灭,且浸泡液浓度越大荧光衰减越明显。通过扫描电子显微镜(SEM),傅立叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)的检测显示,AgNO₃水溶液浸泡的多孔硅样品表面有金属银析出。光致发光增强是多孔硅表面形成Si—O结构所致,荧光猝灭是因为银在多孔硅表面形成大量非辐射复合中心。

对介孔SBA-15表面氨基化,以氨基连接超支化聚氨酯(HPU),得到SBA-15/HPU杂化体。对该杂化体进行XRD,FTIR,SEM,TEM,BET,TGA等测试,以研究其形貌及结构特征。测试证明超支化聚氨酯已成功与SBA-15进行杂化,有机相质量分数为30%;且超支化聚氨酯的接枝并未破坏SBA-15的原有结构,杂化体的六方孔道仍高度有序,但其孔容量、孔径、比表面积有一定程度的减少。大量末端基的引入有效增加了SBA-15的化学反应活性,为材料的进一步反应和利用打下基础。