一步水热合成铜纳米颗粒负载二氧化钛复合纳米管及其可见光催化活性(英文)

采用一步水热法合成了Cu纳米粒子负载二氧化钛纳米管材料. 利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)等对材料的相组成、形貌以及形成过程进行了研究. 制得的Cu-TiO2复合纳米材料长度约为100nm, 直径10-15nm, 其上负载的Cu纳米粒子尺寸约为5nm. BET比表面积测试表明实验制备的Cu-TiO2复合纳米管的比表面积为154.67m2·g-1. 通过调节水热反应时间和钛前驱体种类, 研究了该复合纳米管材料的形成机制. 结果表明: 非晶态的钛源对于成功一步合成Cu-TiO2复合纳米管至关重要. 同时, 实验中观察到铜纳米粒子的尺寸随水热反应时间延长而减小(反奥氏陈化过程), 这一现象有助于纳米粒子的可控合成.紫外-可见吸收光谱表明该复合纳米管在350-800nm范围内有较强的吸收, 并在550-600nm范围观察到Cu的表面等离子激元吸收带. Cu-TiO2界面处形成的肖特基势垒有助于加快光生载流子的输运, 提高光生电子-空穴对的分离效率. 光催化实验表明Cu-TiO2复合纳米管在可见光下具有较高的催化活性.

N-TiO_2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列.扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明:两种阵列的纳米管均为六角形结构,直径约为100nm,壁厚约为20nm;在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中,掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面,仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置;表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化,增强了纳米管阵列的光吸收效率,促进了光生载流子的分离.光催化实验结果表明,N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.

MoS_2/C复合纳米管的合成

在900℃氢气气氛下,通过热分解载有硫代钼酸铵的碳纳米管前驱物得到MoS2/C复合纳米管.通过粉末X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线能量散射仪(EDS)等方法对其形貌、结构和成分进行了表征.结果表明,所合成物质是一种由两种材料组成管壁的新型纳米管.

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。

TiO_2/氧化石墨烯复合纳米管的制备与光催化性能

采用水热法制备了TiO_2/氧化石墨烯(GO)系列复合纳米管光催化剂,分别利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和紫外可见(UV-Vis)漫反射光谱对样品进行表征,并通过降解亚甲基蓝实验评估了样品的光催化性能。XRD与TEM表征结果表明,样品为锐钛矿相的纳米管结构,拉曼光谱结果进一步证实了其晶相,且观察到显著的GO拉曼峰。GO引入后,样品的吸收边未见显著移动,而在可见光区域出现GO所贡献的吸收增强。光催化活性表征结果显示,TiO_2纳米管的光催化活性明显强于纳米颗粒;GO引入后,随着GO量的增加,复合纳米管的光催化活性呈现先增强后减弱的变化趋势,GO溶液用量为2mL的样品表现出最佳的光催化性能。我们还对系列TiO_2/GO复合纳米管样品的光催化性能变化机制作出了详细讨论。

CdS/TiO_2复合纳米管制备和光催化性能的研究

采用阳极氧化法在纯钛箔上制备TiO2纳米管,再通过连续离子层沉积法在TiO2纳米管上沉积CdS粒子,沉积3层CdS后,进行退火处理,退火后再沉积3层CdS.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对纳米管的形貌、物相结构和元素价态等特性进行分析.结果表明:经阳极氧化法制备的TiO2纳米管为锐钛矿结构,随后沉积的CdS同时出现了立方相与六方相晶格结构,400℃退火可以显著增加立方相CdS的结晶程度;纳米管中CdS粒子的直径均小于5 nm,CdS粒子由一大一小2个纳米粒子组成,大粒子由退火过程形成.光催化实验表明:经过退火处理的CdS/TiO2复合纳米管的可见光光催化能力约是未退火样品的3倍,说明退火处理可以有效提高TiO2可见光光催化能力.

含有碳／二硫化钼复合纳米管的复合镀层及其制备方法

本发明公开了一种含有碳／二硫化钼复合纳米管的复合镀层及其制备方法。采用化学复合镀或复合电沉积制备含有碳／二硫化钼复合纳米管的复合镀层，在化学镀液和电镀液中，含有2～25g／L的碳／二硫化钼复合纳米管。本发明的复合镀层具有高的耐磨性能和自润滑性能。在同等测试条件下，其磨损量为Ni-P镀层的15％～20％，是Ni-P-层状硫化钼复合镀层的25％～30％，是Ni-P-SiC复合镀层的45％～50％，是Ni-P-碳纳米管复合镀层的85％～90％。其摩擦系数只有0．03～0．04，而Ni-P镀层、Ni-P-层状二硫化钼、Ni-P-SiC和Ni-P-碳纳米管复合镀层的摩擦系数分别为0．09～0．10，0．06，0．10和0．06～0．55。本发明方法简单，可以延长金属零件的使用寿命，降低动力消耗，节约能源，有利于环境保护。

聚吡咯/聚苯胺二元复合纳米管及其热电性能

以甲基橙为软模板,六水合三氯化铁为催化剂,在水溶液中通过沉淀聚合法制备了管径为20~180 nm的聚吡咯(PPy)纳米管;以聚吡咯纳米管为基体,通过原位聚合制备了聚吡咯/聚苯胺(PPy/PANi)二元复合纳米管.研究发现,在PPy/PANi二元复合纳米管中,PANi均匀地包覆在PPy纳米管表面,并形成有序堆积,PPy与PANi间存在强烈的π⁃π共轭作用与氢键作用,当PPy与PANi单体摩尔比为1∶2时,PPy/PANi二元复合纳米管的功率因子在363 K时达到0.74μW/(m·K^2).

TiO_2/MnTiO_3复合纳米管的光谱学性能研究

采用水热法制备了TiO2/MnTiO3复合纳米管,研究了TiO2纳米管经三元半导体MnTiO3复合后光谱性能的变化。用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis DRSs)、拉曼光谱等对制得的样品进行表征。MnTiO3的复合改变了TiO2纳米管的表面缺陷态,增强了TiO2纳米管在可见光区的吸收。

纳米碳/铝复合材料强韧化研究现状及展望

以碳纳米管、石墨烯为代表的超高性能纳米碳,具有优越的力、热、电等综合性能,是复合材料的理想增强体,以纳米碳为强化相少量加入到铝中,有望开发出高强、高模、低热膨胀的复合材料,并使复合材料保持轻质、易加工等特性,在航空、航天、国防等领域具有重大的应用前景,因而以纳米碳/铝为代表的新一代铝基复合材料备受关注。然而,碳纳米管等纳米碳易团聚,与铝等大多数金属并不浸润,且容易分布在晶界上诱导显著的晶粒细化,使得复合材料的强韧性等关键性能指标提升困难,或者使强度提高的同时使塑韧性下降显著,限制了其工程应用潜力。综述近年来国内外研究者在纳米碳/铝复合材料强韧化方面的策略和方法,包括纳米碳分散、界面和构型调控等,以期推动新一代轻质高强纳米碳/铝复合材料的发展,支撑国家未来重大工程应用。

纳米颗粒填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

为探究纳米颗粒[纳米氧化铁(NFe)、纳米二氧化硅(NS)、多壁碳纳米管(MWCNT)]填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)的力学性能,对纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的纳米颗粒/GFRP材料开展了拉伸、压缩、弯曲及冲击力学性能试验,并结合扫描电镜(SEM)分析了纳米颗粒的种类及质量分数对试件力学性能的影响规律。结果表明,随着纳米颗粒质量分数的增加,试件拉伸强度均先增大后降低,纳米颗粒的良好分散性及与树脂间的黏聚力能够提升试件的拉伸强度,但过量纳米颗粒的掺入会形成积聚现象,使得试件拉伸强度降低。相较于GFRP试件,掺入纳米颗粒的质量分数为0.1%、0.2%、0.5%和1.0%时,MWCNT/GFRP抗压强度的增幅分别为25.31%、36.04%、26.84%和27.25%,弯曲强度的增幅分别为58.74%、63.21%、40.89%及43.11%,纳米颗粒的掺入使得试件抗压强度、弯曲强度、冲击强度均得到改善,颗粒种类及质量分数的不同使得试件力学性能提升效果存在差异。SEM试验结果表明,外荷载作用下纤维出现断裂、分层现象,纤维与纳米颗粒间存在的摩擦效应增强其力学性能,颗粒的积聚使得试件力学性能降低。

海上低温油藏纳米复合型高效凝胶体系的优化及性能评价

目前,海上油田受沉积环境、疏松岩石结构和强注强采开发模式等因素影响,油藏储层深部窜流通道发育较多,同时常规凝胶调剖体系在低温油藏改善过程中存在成胶困难、强度低和封堵效果欠佳的问题,无法达到封堵要求。为此,本文针对海上低温油藏特性,通过筛选Y型聚合物为凝胶主剂,添加纳米型促交剂和引发剂与水溶性酚醛树脂复合交联来制得低温油藏纳米复合型高效凝胶体系。室内通过正交实验来探究水溶性酚醛树脂、纳米型促交剂以及引发剂浓度对Y-1凝胶体系的影响规律,通过SEM、耐盐实验和岩心封堵率实验等表征手段对纳米复合型高效凝胶体系进行性能评测。实验结果表明,该体系成胶时间可控、成胶强度可调和老化稳定性强,在低温条件下,Y-1凝胶体系呈现颗粒物堆积型微观结构,具有结构强度高和稳定性好的特点,岩心封堵率实验表现出良好的封堵效果。

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明:合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。

复合纳米载体在微波可控释药方面的研究进展

在现代癌症治疗中,传统化疗药物缺乏靶向性,常伴随严重的毒副作用,限制了化学疗法的临床应用。近年来,随着纳米技术的发展,基于纳米材料的靶向化疗成为一种新的治疗策略,特别是复合纳米材料在微波刺激下的药物释放性能,展现出了优异的应用前景。本文综述了这一领域的最新进展,重点分析了复合纳米材料如何在微波刺激下实现精准的药物释放,以及这种方法在癌症治疗中的潜力。复合纳米材料因其独特的物理化学性质,如高稳定性和良好的生物相容性,被广泛应用于癌症治疗中。在微波刺激下,这些材料能够实现药物的精准控制释放,从而提高治疗效果并减少对健康组织的损害。然而,复合纳米载体在生物体内的分布、靶向性和生物安全性等方面仍面临一定的挑战。例如,纳米粒子的体内稳定性和靶向能力需要进一步优化,以提高其治疗效果和减少副作用。在微波刺激诱导的药物控制释放方面,虽然已取得了一定的成果,但精确控制微波能量的传递和局部组织的加热效果仍是主要挑战之一。此外,如何确保微波能量集中于肿瘤组织而不损害周围健康组织,也是当前研究需要解决的问题。未来,随着纳米技术的不断进步和微波控制技术的改进,预计将开发出更为高效和安全的复合纳米载体,不仅能够提高药物的靶向性和治疗效果,还能在微波刺激下实现更为精准的药物释放控制。综上所述,复合纳米材料在微波刺激下的药物释放性能将是癌症治疗领域的一个重要研究方向,有望为癌症患者带来更有效的治疗选择。

纳米复合水凝胶在骨关节炎治疗中的优势与特征

背景:纳米复合水凝胶在骨关节炎治疗中有很大的研究前景和应用潜力。目的:综述纳米复合水凝胶在骨关节炎及软骨修复中的研究进展。方法:检索中国知网和PubMed等数据库,英文检索词为“nanocomposite hydrogel,nanogel,osteoarthritis,cartilage,physical encapsulation,electrostatic interaction,covalent crosslinking”,中文检索词为“纳米复合水凝胶,纳米水凝胶,骨关节炎,软骨,物理包覆,物理包载,静电作用,共价交联”。根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,保留相关性较高的71篇文章进行综述。结果与结论:在细胞或动物实验中,纳米复合水凝胶具有改善骨关节炎的效果。纳米复合水凝胶可以从改善关节间力学环境、搭载靶向药物、促进种子细胞软骨化等方面加速软骨修复,改善骨关节炎症内环境,达到治疗骨关节炎的目的。目前纳米复合水凝胶在骨关节炎疾病中的研究仍有巨大的发挥空间,继续深入材料制备研究,积极开展细胞、动物实验将有望为临床治疗骨关节炎开辟新途径。

三七总皂苷复合纳米囊泡对糖尿病足溃疡大鼠皮肤创面愈合及血管生成的影响

目的:探究三七总皂苷(PNS)复合纳米囊泡对糖尿病足溃疡(DFU)大鼠皮肤创面愈合及血管生成的影响。方法:取雄性SD大鼠构建DFU模型,将造模成功的27只大鼠随机分为DFU组、PNS组和PNS复合纳米囊泡(PNS-CNV)组,每组9只。另取12只血糖正常的皮肤创面大鼠作为对照组(Control组)。比较各组创面愈合率。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测大鼠血清中炎症因子白介素(IL)-6、IL-8和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平,苏木精—伊红(HE)染色法检测创面组织病理学变化,免疫组化染色检测创面组织微血管密度(MVD),western blotting法检测创面组织中血管生成因子(VEGF)、神经源性基因同源蛋白(Notch1)蛋白表达。结果:造模后DFU组、PNS和PNS-CNV组大鼠空腹血糖(FBG)均高于Control组(P<0.05);药物干预7 d、14 d时,与DFU组相比,PNS组和PNS-CNV组大鼠FBG明显降低,且PNS-CNV组低于PNS组(均P<0.05)。与Control组相比,DFU组大鼠创面愈合率、创面组织CD34阳性表达、MVD及VEGF蛋白表达量均明显降低,血清IL-6、IL-8、TNF-α含量及创面组织Notch1蛋白表达量升高(均P<0.05);与DFU组相比,PNS和PNS-CNV组大鼠创面愈合率、创面组织CD34阳性表达、MVD及VEGF蛋白表达量升高,血清IL-6、IL-8、TNF-α含量及创面组织中Notch1蛋白表达量降低(均P<0.05);与PNS组相比,PNS-CNV组大鼠创面愈合率、创面组织CD34阳性表达、MVD及VEGF蛋白表达量升高,血清IL-6、IL-8、TNF-α含量及创面组织Notch1蛋白表达量降低(均P<0.05)。结论:PNS-CNV可上调DFU大鼠创面组织中VEGF表达,抑制炎症反应,促进新生血管生成,从而加速创面的愈合,且该作用优于PNS。

聚醚酰亚胺纳米复合电介质中指数分布陷阱电荷跳跃输运对储能性能的影响

目前常见聚合物电介质电容器的储能性能在高温下会急剧劣化,难以满足航空航天和能源等领域的需求.为提高介质高温储能性能,常掺杂纳米填料对电介质改性,通过改变电介质内部陷阱参数来调控电荷输运过程,但其内部陷阱的能级和密度与储能性能间的定量关系仍需进一步研究.本文构建线性聚合物纳米复合电介质中指数分布陷阱电荷跳跃输运的储能与释能模型并进行了仿真.纯聚醚酰亚胺在150℃的体积电阻率和电位移矢量-电场强度回线的仿真结果与实验符合,证明了模型的有效性.不同陷阱参数纳米复合电介质的仿真结果表明,增大总陷阱密度和最深陷阱能级,会降低载流子迁移率、电流密度和电导损耗,提升放电能量密度和充放电效率.在150℃和550 kV/mm外施场强下,1.0 eV最深陷阱能级和1×10^(27) m^(-3)总陷阱密度的纳米复合电介质放电能量密度和充放电效率分别为4.26 J/cm^(3)和98.93%,相比纯聚醚酰亚胺提升率分别为91.09%和227.58%,显著提升了高温储能性能.本研究为耐高温高储能性能电容器的研发提供了理论和模型支撑.

生物基纳米复合食品包装材料的抗菌性研究进展

因目前使用的食品包装多是不可降解的塑料制品,造成严重的环境污染,故对于可降解食品包装材料的研制和使用迫在眉睫。生物基纳米复合材料是以生物基聚合物为基质,以纳米物质为分散相组成的一类复合材料。这类材料表现出优异的灵活性、生物相容性、生物降解性和较低的成本效益等特点。本文主要介绍生物基纳米复合材料的组成、分类和性能,总结这类生物基纳米复合材料在抗菌方面的优越性及在食品领域中的应用研究进展。

ZnCo_(2)O_(4)@CoWO_(4)纳米复合材料的制备工艺及电化学性能研究

采用水热合成法在泡沫镍基体上生长ZnCo_(2)O_(4)纳米针阵列,并在其表面沉积CoWO_(4)纳米片,进而制备核壳ZnCo_(2)O_(4)@CoWO_(4)复合电极材料。利用SEM、XRD和电化学工作站表征了电极材料的微观形貌、相结构和电化学性能。结果表明:ZnCo_(2)O_(4)@CoWO_(4)电极材料的微观形貌呈棒状,CoWO_(4)纳米片紧紧地包裹在ZnCo_(2)O_(4)纳米针的表面,同时其电化学性能在单体的基础上明显提高。ZnCo_(2)O_(4)@CoWO_(4)复合电极材料具有高比容量,充放电循环性能增强,能有效地解决单体ZnCo_(2)O_(4)材料导电性差和体积膨胀带来的循环稳定性差的问题。

氮掺杂碳层对铜碳纳米管纤维复合材料性能影响及机制初探

用碳纳米管纤维(CNTF)、盐酸多巴胺、五水硫酸铜作为原料,通过浸泡、热处理和电化学沉积等连续工艺合成了高导电性铜-碳纳米管纤维复合材料(Cu@NC@CNTF)。用场发射扫描电子显微镜对复合纤维表面进行形貌表征,用X射线光电子能谱、小角X射线散射站对氮掺杂的碳纳米管纤维(NC@CNTF)表面进行结构分析。结果表明:氮掺杂碳层的界面改性高效调节了CNTF表面浸润性,导致CNTF和Cu之间强的耦合作用;通过界面优化和调控电流密度大小,实现了Cu@NC@CNTF复合纤维的可控制备和性能改善,Cu@NC@CNTF的电导率和比电导率分别达到了3.06×10^(7)S/m和7571.48 S·m^(2)/kg;这种超亲水的Cu@NC@CNTF基复合材料为制造轻质、高导电性的工业级新型供电导线提供了思路。