核壳型碳-铝复合纳米粒子的制备及其抗氧化性能研究

纳米铝粉由于具有较小的粒径和较高的比表面积因此在含能材料中具有很大的潜在应用,但由于纳米铝粉的高化学反应活性,因而其对所处环境特别敏感,极易在空气和潮湿环境中被氧化而失去活性.碳包覆技术是近年来采用的新型纳米粒子包覆技术,是指在金属纳米粒子表面形成碳包覆层从而可有效地保护纳米粒子不受环境的影响而发生氧化反应或者其它反应,同时也为研究封闭环境中纳米材料的性质提供了一种新途径.本文采用碳弧法制备了碳包铝复合纳米粒子,研究影响其形貌的因素和室温抗氧化性能.结果表明:碳弧法制备的碳铝复合物是20～60nm之间的具核壳结构的球形纳米粒子,内核为fcc结构的Al,外壳为4～10层类石墨碳膜;碳铝比例、放电电压和反应气压都能对碳铝复合纳米粒子的包覆性能和粒径产生直接的影响.铝含量低时碳层包覆性能较好并且粒径较小,铝含量增大包覆性能会下降、纳米粒子粒径会随金属含量增加而增加;包覆性能随放电电流反应气体压强增大会有所下降,在200A时纳米粒子的粒径达到最大值;粒径随反应气压增大而增大.当金属含量为60%、电流为125A、惰性气体气压为0.06MPa时制备的碳铝纳米粒子包覆比较完整,粒径较小,通过对工艺参数调整和优化,可制备出包覆比较完整、大小均匀、粒径较小、纯度高的核壳型碳包铝纳米粒子.

银/碳点复合纳米粒子的构筑及其SERS研究

碳点(CDs)作为一种新型的量子点,具有优良的发光性质,生物相容性和低毒性,以及易于化学修饰与功能集成性等优点。在光催化,光电器件,环境检测和生物成像领域有着广泛的应用[1]。碳点经常被直接使用,但最近其复合纳米粒子的研究受到越来越多关注,尤其与金属纳米粒子的复合不仅能保持两者各自本体的性质,而且具有协同作用带来的新功能。本文主要介绍了碳点作为还原剂直接还原硝酸银合成具有核壳结构的银/碳点纳米粒子,使碳点的荧光得以猝灭,得到碳点的D band和G band本征拉曼峰。然后以对巯基苯胺(PATP)为探针分子,研究了此核壳纳米粒子在溶液中的SERS性能,结果表明合成的Ag/CDs核壳纳米粒子具有稳定性好,检测限低等优点。另外Ag/CDs还具有良好的催化性能,可催化氧化TMB与催化还原PNTP,我们用SERS技术监测了整个催化过程,得到了被催化分子的变化信息,为其SERS定量与定性分析提供理论依据,扩展了碳点在SERS以及光催化领域的发展。

一步法制备高量子产率碳点/金复合纳米粒子

研究了碳点与氯金酸质量比对Cdot-Au的粒径、形貌和紫外可见吸收等性能的影响,利用透射电子显微镜、红外光谱、X射线衍射和热重分析等对Cdot-Au的粒径、结构和组成进行了表征,并考察了Cdot-Au的荧光性能。结果表明,随着碳点用量增加,Cdot-Au的粒径逐渐减小至2 nm并趋于均匀;当碳点和氯金酸质量比为3∶1时,制备的Cdot-Au的量子产率高达34.7%,并保持了碳点的荧光寿命和激发独立性等荧光性能。该工艺简便可行、反应条件温和且绿色环保,所制备的碳点/金复合纳米粒子具有量子产率高、尺寸小、生物毒性小和耐光漂白等特点。

聚合物及其碳纳米粒子复合体系微孔发泡与电磁屏蔽研究进展

结合作者课题组的工作,对近年来基于超临界CO2的聚合物微孔发泡以及聚合物/碳纳米粒子复合体系的微孔发泡与电磁屏蔽进行了综述.首先对单一聚合物、多元聚合物和热固性聚合物的微孔发泡、泡孔结构和泡沫性能进行归纳总结,指出通过共混、共聚、结晶、交联网络与发泡工艺的调控可以获得泡孔尺寸更小、泡孔密度更高的聚合物微孔泡沫.随后,对热塑性聚合物/碳纳米粒子复合体系、热固性聚合物/碳纳米粒子复合体系的微孔发泡进行了综述,着重介绍了碳纳米粒子与泡孔结构之间的相互作用,指出借助于微孔发泡过程可以诱导碳纳米粒子在泡壁中富集、聚并、相互连接形成导电通道,从而制备出具有优异导电性和电磁屏蔽效应的轻质聚合物微孔材料.最后,对聚合物微孔材料以及聚合物微孔复合材料的未来发展提出了一些自己的看法.

基于PAA-b-PAN嵌段共聚物胶束制备磁性碳纳米粒子

本文采用原子转移自由基聚合方法合成了聚丙烯酸叔丁酯-聚丙烯腈嵌段共聚物(PtBA-b-PAN),酸解得到聚丙烯酸-聚丙烯腈两亲嵌段共聚物(PAA-b-PAN).随后,PAA-b-PAN嵌段共聚物在水溶液中自组装形成以PAA为壳,PAN为核的胶束.用此胶束为模板,加入FeCl3溶液后得到了壳层负载Fe3+的聚合物纳米粒子,经230℃空气中预氧化,600℃氮气氛煅烧,得到了核壳结构的,具有磁性的碳纳米粒子.用1HNMR,IR,GPC,TGA,TEM,XRD,AGM等技术对嵌段共聚物及纳米粒子进行了表征,结果表明纳米粒子的壳层含γ-Fe2O3,Fe2.5C混合物,核含碳,直径为35±5nm,饱和磁化强度为2.16emu/g.在分离、吸波和传感器等方面具有潜在的应用前景.