空心微球型纳米结构材料的制备及应用进展

综述了近年来国际上空心微球结构类纳米材料的合成方法 ,如微乳液法、喷雾反应法、超声波法、模板 -界面反应法及逐层自组装方法等 ,详细介绍了各种方法的特点 ,并说明了表征空心微球结构的实验手段 ,如电子显微镜、X射线衍射、电子能谱及红外光谱等 。

空心微纳米结构的制备及应用研究进展

空心微纳米结构材料由于其独特而优异的性质,越来越引起人们的广泛关注,成为材料领域研究的一个热点。本文综述了近年来空心微纳米结构的制备方法,如模板法、水热法、喷雾干燥法、高温溶解法及超声波法等,并介绍了空心微纳米结构的表征手段,如电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱及红外光谱等,同时综述了空心微纳米材料在不同领域的应用进展。

微纳米空心结构金属氧化物作为锂离子电池负极材料的研究进展

电动汽车和智能电网的快速发展对锂离子电池提出了更高的要求,即在拥有高能量密度和高功率密度的同时,兼有快速充放电和较高的安全性能。电极材料是电池性能的关键,金属氧化物因为拥有较高的比容量和安全性能,已经成为有希望替代传统商用石墨负极的新型电极材料。然而,金属氧化物负极的循环结构稳定性较差、电导率低,由此导致差的循环及倍率性能,极大地阻碍了其商业化应用。近年来,拥有微纳米空心结构的金属氧化物显示出了优异的电化学性能。本文介绍了制备空心结构金属氧化物的常用方法,讨论了各种方法的优缺点,并列举了常见空心结构金属氧化物作为锂离子电池负极时的性能表现,最后对空心结构金属氧化物未来的发展方向和发展前景予以展望。

空心ZnO纳米纺锤、纳米花生和纳米球的气体扩散法制备和发光性质研究（英文）

在聚乙烯醇（PVA）的辅助下，通过一个非常简单的氨气扩散路线，在室温条件下制得了空心的ZnO纳米纺锤、纳米花生和纳米球。其中纳米纺锤的壁是由直径10nm、长100—200纳米的纳米棒组装而成。而ZnO纳米花生和纳米球的外直径为20～50nm，壁厚约2～5nm。研究表明，氨水的用量、PVA的浓度以及锌源的种类对于纳米空心结构的形成都非常重要。光致发光测试表明在这些空心的ZnO纳米结构中存在着大量的晶体缺陷（氧空穴），而这样丰富的缺陷使得这些材料在催化和化学传感器等领域具有潜在的应用前景。

盐酸刻蚀的不同形貌空心结构二氧化锰的电化学行为（英文）

以液相湿法和水热法合成的碳酸锰为前驱体,通过盐酸的选择性刻蚀分别合成立方体和纺锤体MnO2分级空心结构。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征。采用循环伏安、恒流充放电技术和交流阻抗对其电化学性能进行了测试。结果表明,碳酸锰前躯体粒径分布集中,简易快速(3 min)的合成技术所形成的空心结构有利于电解液的渗透,以及电子和离子的传输与交换。在电流密度为0.5 A·g-1时,分级空心立方体MnO2电极比电容为115 F·g-1,并表现出良好的循环稳定性和可逆性。

基于ZIFs合成的中空双金属(Zn,Co)S纳米晶及其赝电容性质研究

通过两步法设计合成了具有中空结构的双金属硫化物(Zn,Co)S纳米晶,并研究了其电化学性质.首先在室温下,以水为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,利用Zn^(2+),Co^(2+)与2-甲基咪唑的配位作用形成了ZIF-Zn,Co.然后以ZIF-Zn,Co为自牺牲模板剂,加入硫代乙酰胺,在微波辐射下快速合成了具有中空结构的(Zn,Co)S纳米晶.电化学测试结果表明,在电流密度为3 mA/cm^2时,(Zn,Co)S纳米晶比电容为423.3 F/g,在电流密度为10 mA/cm^2时,充放电2000次,仍能保持59%的初始电容.所制备的中空纳米结构具有较高的比表面积和较好的电化学性能,可作为超级电容器的电极材料.

硫化铜纳米盒子的制备及其催化应用

以自制的Cu2O纳米方块为前驱物,室温下通过与硫化钠溶液反应并经柠檬酸钠溶液的后处理,制备出平均边长为450 nm的CuS纳米盒子。用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对合成产物以及中间产物进行了分析表征,并讨论了CuS纳米盒子的形成机理。催化性能实验表明,CuS纳米盒子对催化H2O2氧化分解亚甲基蓝染料具有良好的催化活性,经240 min之后亚甲基蓝的脱色率高达94.77%,明显高于相应的块体材料。

偏振方向及结构间耦合作用对空心方形银纳米结构表面等离子体共振的影响

空心方形纳米结构能够激发更大面积的增强电场,故其可以作为衬底用于表面增强拉曼散射.应用离散偶极子近似算法研究了空心方形银纳米结构的消光光谱及其近场电场分布与入射光偏振方向之间的关系.研究表明,空心方形银纳米结构的表面等离子体共振峰不随入射光偏振方向的改变而移动,但是其表面增强电场分布却强烈地依赖于入射光的偏振方向.另外,还讨论了空心方形银纳米结构间的耦合作用对其表面等离子体共振模式的影响.结果发现,可以通过调节结构间的距离来改变结构间的耦合作用,同时改变了表面等离子体共振峰的位置.这些结果将为理解闭合纳米结构表面等离子体共振方面的光学性质及闭合纳米结构间的耦合作用提供帮助,从而指导闭合纳米结构阵列的制备,以达到特定的表面等离子体共振方面应用的目的.

用于甲烷干法重整的Ni/SiO_2纳米复合空心结构催化剂

采用水热法制备了具有片层结构的Ni/SiO2纳米复合空心结构催化剂,研究了其对甲烷干法重整(DRM)反应的催化活性和稳定性,并以传统浸渍法制备的Ni/SiO2催化剂作为参照样。结果表明,Ni/SiO2纳米复合空心结构催化剂有很高的比表面积(405.6 m2/g)和显著提高的高温抗烧结与抗积碳能力。这归因于该复合空心结构以片层状镍硅酸盐为前驱体,金属镍纳米颗粒由前驱体在氢气气氛中高温还原分解得到,使得该结构具有很强的金属纳米颗粒与载体之间的相互作用,因而具有优异的催化性能。

反应条件对乳液法自组装合成氧化锰纳米粒子结构、形貌和尺寸的影响

通过改变反应物物质的量比、分散相与连续相体积比、反应体系温度和煅烧后处理温度,研究了反应条件对乳液法自组装合成氧化锰纳米粒子结构、形貌和尺寸的影响.结果表明:当高锰酸钾与油酸物质的量比在1∶5～1∶1之间时,形成蜂窝状纳米粒子和空心纳米粒子;当分散相(油酸)与连续相(水)的体积比为4∶200时,形成良好的空心球纳米结构;反应体系温度升高不利于产物的洗涤;不同温度的煅烧后处理不仅影响氧化锰纳米粒子的形貌,而且影响其结晶度和晶型.