基于水热合成法制备的MoO_(3-x)纳米槽SERS基底的特性研究

表面增强拉曼散射(SERS)技术可以快速检测微量分子,在医药材料分析、有害物残留、食品安全等领域受到广泛关注。而SERS对被检测物质的响应极限则取决于基底性能,并直接影响最终检测效果。本文着眼于增加基底的比表面积及其与被检测物之间的光诱导电荷转移能力,通过简单的水热合成法成功制备出具有氧空位缺陷的MoO_(3-x)纳米槽。结合X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段,对MoO_(3-x)纳米槽的电子结构、光学性质和表面化学环境进行了分析。使用MoO_(3-x)纳米槽作为SERS基底,对罗丹明6G(R6G)、结晶紫(CV)和玫瑰红B(RhB)三种有机染料分子进行了检测,实验结果显示,其对R6G的检测极限可以达到10^(-10)mol/L,与同类型的半导体基底相比,它具有更好的拉曼增强活性。

硝酸四氨合铜对n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系反应特性的影响

为了提高n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系的增压能力,改善能量释放性能,合成了高能产气组分硝酸四氨合铜(TACN),并将TACN复合入n-Al/MoO_(3)体系中。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)技术研究了复合材料的形貌和微观结构。采用差示扫描量热仪-热重分析(DSC-TG)联用技术探讨了各体系的热反应路径。使用高速摄像机和密闭爆发器分析了纳米铝热体系的火焰增长与传播和压力输出特性,评估了TACN的加入对n-Al/MoO_(3)体系的能量释放速率和增压性能的影响。研究结果表明:n-Al/MoO_(3)体系中加入的TACN能够在铝热反应的温度前放热分解,有效活化纳米铝与金属氧化物间的界面,从而降低体系的初始反应峰温度。此外,TACN的加入显著增强了n-Al/MoO_(3)体系的能量释放和压力输出性能。当TACN的质量分数为6%时,n-Al/MoO_(3)体系的火焰增长速率和火焰传播速率分别增加了32%和30%,峰值压力和增压速率分别提高了26%和70%。综上所述,TACN可提升n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系的压力输出,并调控体系的能量释放性能。

水热合成MoO_3纳米带的生长机理研究

以离子交换法制备的氧化钼溶胶为前驱体,在水热条件下制备了单晶MoO3纳米带,对样品进行了XRD、SEM和TEM分析。通过考察水热反应温度和时间对产物结构和形貌的影响,结合材料热力学和动力学理论,探讨了MoO3纳米带在水热条件下的生长机理。离子交换法制备的溶胶在水热条件下首先转变为热力学亚稳相h-MoO3六角柱,随着温度的升高和时间的延长,h-MoO3按照溶解-重结晶过程转变为稳定相α-MoO3纳米带。

单晶MoO_3纳米带的合成与光催化性能研究

以稳定的MoO3溶胶为前驱体,在180℃反应1—4 h,水热法制备了单晶MoO3纳米带,并通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等测试手段对产物的组成和形貌进行了表征,探索了反应时间对产物结构和形貌的影响,同时研究了MoO3纳米带的光催化降解有机染料的性能。

Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)纳米结构制备及光谱特性研究

Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)P_(2)具有相同的伪立方晶格结构,它们具有较高的电子迁移率、较窄的直接带隙和良好的空气稳定性,在光电器件领域呈现出广泛的应用前景。目前关于Zn_(3)As2-Zn_(3)P_(2)固溶体纳米结构的研究相对较少,采用高气压烧结技术得到Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)(x=0、0.05、0.1)母合金,再利用化学气相沉积方法合成出多种形态的Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)纳米结构,包括宏观尺寸的纳米带(长度3~10 mm;宽度1~4 mm;厚度约20μm)、纳米帆、纳米棒及纳米银簪等。系统的研究了P掺杂对相组成、元素含量、微结构以及光谱特性的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)宏观纳米带样品的主相为α′相,随着P掺杂含量的增加,(224)衍射峰向右发生偏移,表明晶格常数减小。电子能谱分析显示P理论值(光致发光光谱)掺杂含量值x=0.05和x=0.1的Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)母合金纳米带中P的实际含量分别为x=0.026及x=0.062。微结构分析表明,Zn_(3)As_(2)宏观纳米带的生长模式为沿〈221〉晶面菱形层状生长,P掺杂使纳米带的宏观尺寸减小,生长模式由菱形层状生长转变为纳米颗粒堆积层状生长。纳米带样品的拉曼光谱在79、97、198、320、428和1107 cm^(-1)出现特征峰,P掺杂导致拉曼光谱中1107 cm^(-1)特征峰发生蓝移,傅里叶红外光谱(FTIR)中1101和1599 cm^(-1)特征峰与PL谱中的300、422和635 nm特征峰也发生蓝移。Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)(As_(0.974)P_(0.026))_(2)纳米带光电流与电压的线性关系良好,存在较好的欧姆特性,P掺杂后的Zn_(3)(As_(0.974)P_(0.026))2纳米带在900 nm条件下的光响应最为敏感。

α-MoO_3纳米带的制备及模拟燃油光催化氧化脱硫活性

采用简单的水热法获得了一维结构的α-Mo O3纳米带,利用XRD、SEM、TEM、EDS和UV-Vis-DRS光谱等测试手段对其相组成、形貌、纯度和光吸收特性进行表征。以噻吩模拟含硫污染物探讨了α-Mo O3纳米带对模拟FCC汽油的光催化氧化脱硫(Photo-Cat-ODS)活性及其光催化氧化脱硫机理。结果表明:一维α-Mo O3纳米带有利于抑制光生电子和空穴的复合,对模拟FCC汽油光催化脱硫活性远高于商品Mo O3和商品二氧化钛(P25),可见光光照240 min模拟汽油FCC的脱硫率达到86.9%。

Cu_(3)Mo_(2)O_(9)/MoO_(3)纳米复合材料制备及三甲胺气敏性能研究

水产品的新鲜度极大地影响着人类的生命及身体健康,水产品在存放过程中会释放出以三甲胺为代表的胺类气体,通过检测这类气体的浓度可以监控水产品的新鲜度.本文以具有优良气体敏感性能的MoO_(3)纳米带作为基体,通过引入Cu_(3)Mo_(2)O_(9)纳米颗粒制备Cu_(3)Mo_(2)O_(9)/MoO_(3)复合材料,具有非常好的三甲胺气体敏感性能、快速响应/恢复时间及长期稳定性.结果表明,采用这种复合材料制备的气敏元件在50-240℃,质量分数为5×10^(-6)时对三甲胺气体的响应可达到Rair/Rgas=13.9,最小检测极限的体积分数为2×10^(-7).分布在MoO_(3)纳米带表面的Cu_(3)Mo_(2)O_(9)颗粒与基体形成异质结界面,利用Cu_(3)Mo_(2)O_(9)的强氧吸附能力与催化效应促进电子与空穴的分离,显著改善了复合材料的电子输运性能和气敏特性,为制备高性能MoO_(3)基气敏材料提供了新的策略.

扶手椅型C_(3)B纳米带:结构稳定性、电子特性及调控效应

单层C_(3)B是典型的类石墨烯二维材料,已在实验上成功制备.采用密度泛函理论方法(DFT)研究了扶手椅型单层C_(3)B纳米带的结构稳定性、电子性质及物理调控效应,计算结果表明:对于裸边纳米带,如果带边缘全由C原子组成(AA型),则电子相为半导体;两个带边缘均由C与B原子混合组成时(BB型),则纳米带的电子相为金属;而纳米带的一边由C原子组成、另一边由B与C原子混合构成(AB型),则纳米带的电子相为金属.这说明纳米带边缘的B原子对于纳米带成为金属或半导体起决定作用.而对于H端接的纳米带,它们全部为直接或间接带隙半导体.H端接的纳米带载流子迁移率一般比裸边纳米带低,这与它们较大的有效质量及较高的形变势有密切关系.同时发现半导体性质的纳米带对物理调控非常敏感,特别是在压应变和外电场作用下,纳米带的带隙明显变小,这有利于对光能的吸收和研发光学器件.

Co-MoO_3纳米带的制备与表征

采用水热离子交换法,以CoCl2和钼蓝HxMoO3纳米带为前驱物制备了含Co2+的正交相MoO3纳米带。测试结果表明,在Co2+掺入MoO3层间后基本没有改变前驱物纳米带的晶相和形貌;由Co2+掺入前后FTIR和XRD谱图的对比中还可证实,存在在钼蓝层间的H+不仅与[MoO6]八面体中的端氧有较强的相互作用,而且还产生了新的晶面。

Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米带/MoCoP_(x)异质结构的构筑及其高效电催化OER性能

以HF为刻蚀剂,将Ti_(3)AlC_(2)中的Al层去除以形成层状Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene;借助KOH的“剪切效应”将层状Ti_(3)C_(2)T_(x)转变为Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene纳米带,其相互缠绕形成多孔的网络骨架,以促进活性位点的暴露和电解液的接触,并作为快速传输电子的导电网络。结果表明:整合水热工艺和磷化工艺合成的MoCoP_(x)牢固地负载着Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米带,形成稳定的片层状结构,以提供多孔结构和更多的活性位点,从而加速离子传输和传质过程;Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米带/MoCoP_(x)异质结构表现出优异的OER性能,在电流密度为10 mA/cm^(2)下的过电位为318 mV(相对于可逆氢电极);Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米带/MoCoP_(x)异质结构还表现出优异的长期稳定性,循环伏安2000次后,在电流密度为10 mA/cm^(2)下的过电位仅衰减4 mV,且在长期稳定性测试25 h后,其电流密度保留率为97.6%;异质结构中丰富的组分(Ti_(3)C_(2)T_(x)、CoP、CoP_(2)、MoP)、独特的开孔网络骨架(纳米带缠绕形成片状结构)和稳定的片层结构(强的相互作用)贡献了其良好的电催化OER性能。

化学气相沉积法合成Si_(3)N_(4)纳米带的研究

以Si粉、酚醛树脂和硝酸铁为原料,采用化学气相沉积法在氮气气氛下合成Si_(3)N_(4)纳米带。研究了热处理温度和硝酸铁添加量对合成Si_(3)N_(4)纯度和形貌的影响。结果表明,在非催化作用下,热处理温度升高有利于提高Si_(3)N_(4)纯度;温度为1500℃时,合成高纯Si_(3)N_(4),其中α-Si_(3)N_(4)和β-Si_(3)N_(4)生成量分别为91%和9%。添加催化剂显著影响Si_(3)N_(4)形貌,其形貌由直线形带状结构演变为蜷曲的带状结构,具有这种带状结构的Si_(3)N_(4)为α-Si_(3)N_(4);当硝酸铁添加量为5%时,α-Si_(3)N_(4)生成量较高,为95%。

温度对水热法合成MoO_3纳米带形貌和光吸收特性的影响

以仲钼酸铵为钼源、硝酸为沉淀剂,在酸性反应体系通过水热法合成了MoO_3纳米带。利用XRD、SEM和TEM对试样进行分析,结果表明:在水热法体系中合成MoO_3纳米带时,相同的pH值和反应时间下,反应温度升高有利于合成MoO_3纳米带。在pH值为3、反应时间48 h和反应温度240℃下合成了径向小于100 nm的MoO_3纳米带。对不同反应温度下合成的MoO_3进行UV-VIS分析可知,随着反应温度的升高,获得的MoO_3对光的吸收能力逐渐增强,特别是MoO_3纳米带对光具有良好的吸收能力。

MoO_3纳米带/RGO复合材料的制备及其电化学性能研究

以水杨酸为模板剂和还原剂,采用水热法制备得到了一种MoO3纳米带/RGO复合材料。利用XRD、SEM、TEM、拉曼光谱、恒流充放电、交流阻抗等手段对样品的结构、形貌以及电化学性能进行表征。测试结果表明,MoO3纳米带/RGO复合材料作为锂离子电池负极材料,在50 m A·g-1的电流密度下可逆比容量为1 000 m Ah·g-1,循环50次后比容量还保持在950 m Ah·g-1,相比于MoO3纳米带其容量保持能力和循环性能得到了显著改善。

α-MoO_3纳米带的制备及电化学性能

采用双氧水氧化辅以水热法制备α-Mo O3纳米带正极材料,用XRD和SEM对结构和表面形貌进行分析,用循环伏安法和恒流充放电研究电化学性能。在200℃水热条件下制备的α-Mo O3纳米带呈板条状;在180℃下制备的呈细条带状。α-Mo O3首次循环伏安曲线上出现的两对还原氧化峰（2.73 V、3.06 V）和（2.24 V、2.74 V）,分别对应于Li＋在α-Mo O3八面体层内的不可逆嵌脱和层间的可逆嵌脱。以0.2 C在1.5-3.5 V充放电,板条状和长条状α-Mo O3纳米带的首次放电比容量分别为294.7 m Ah/g和300.0 m Ah/g,50次循环的容量保持率分别为49.9%和63.4%。给出了α-Mo O3的充放电机理,发现容量衰减主要是Li＋在α-Mo O3八面体层内的不可逆脱嵌引起的。

静电纺丝技术制备Gd_3Ga_5O_(12)∶Eu^(3+)多孔发光纳米带

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Gd(NO3)3+Ga(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纳米带,将其进行热处理,得到了Gd3Ga5O12∶Eu3+(简称GGG∶Eu3+)多孔发光纳米带.采用XRD,SEM,TEM,TG-DTA,FTIR和荧光光谱等技术对样品进行了表征.PVP/[Gd(NO3)3+Ga(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纳米带为非晶态,经800℃焙烧8h后,获得了单相石榴石型的GGG∶Eu3+纳米带,属于立方晶系,空间群为Ia3d.复合纳米带表面光滑,尺寸均一,平均宽度约10μm,厚度约为100nm,彼此没有交联;经800℃焙烧后GGG∶Eu3+多孔纳米带平均宽度约2.5μm,厚度30nm,长度大于500μm,呈多孔网状多晶结构.当焙烧温度高于700℃时,复合纳米带中DMF、有机物和硝酸盐分解挥发完全,总失重率为93.1%.焙烧温度为800℃时,生成了纯净的无机氧化物.在254nm的紫外光激发下,GGG∶Eu3+纳米带发射出主峰位于591nm的明亮红光,属于Eu3+的5D0→7F1跃迁.对GGG∶Eu3+纳米带形成机理进行了讨论.

六方相WO_3纳米带的制备与表征

以Na2WO4、K2SO4和H2C2O4为原料，采用两步水热合成法制备了六方相W03纳米带。首先，在探索pH值、K2SO4加入量、反应温度和时间以及表面活性剂等因素对WO3纳米带的前驱物钨酸盐形貌的影响后，给出了前驱物钨酸盐纳米带的合成条件，并讨论了纳米带的形成机理；然后，在180℃的水热条件下对前驱物再处理48h获得六方相WO3纳米带。测试结果表明，WO3纳米带的形貌保持较好，宽度在100—300nm间，长度可达数微米，沿纳米带长轴方向为[001]方向。

静电纺丝技术制备LaCrO_4和LaCrO_3纳米带及其光催化性质

采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了PVP/[La(NO3)3-Cr(NO3)3]复合纳米带,经热处理后得到LaCrO4纳米带和LaCrO3纳米带.采用TG-DTA,XRD,SEM和EDS等测试手段对样品进行了表征.结果表明,PVP/[La(NO3)3-Cr(NO3)3]复合纳米带表面光滑,宽度为(9.1±1.9)μm,厚度约385 nm;经600℃焙烧后得到单斜独居石型LaCrO4纳米带,宽度为(2.5±0.5)μm,厚度约100 nm;当焙烧温度为650～800℃时得到LaCrO3多孔纳米带,属正交晶系,Pbnm空间群,经650℃焙烧后得到的LaCrO3纳米带呈多孔结构,带宽为(2.4±0.5)μm,厚度约90 nm;经800℃焙烧后得到的LaCrO3纳米带部分破碎形成LaCrO3纳米粒子,LaCrO3纳米带宽度约(1.3±0.4)μm,厚度约90 nm,LaCrO3纳米粒子粒径约80 nm.以罗丹明B为目标降解物,研究了不同焙烧温度下产物的光催化性能,其中800℃焙烧后得到的样品在紫外光照射下对罗丹明B的降解效果最好,光照200 min后罗丹明B的降解率为94.6%.

水热合成Dy(OH)_3纳米棒和纳米带

采用简单的水热法合成了Dy(OH)_3纳米棒和纳米带,通过SEM、TEM、EDS和XRD等手段对产物进行了表征。研究了pH值和水热温度对Dy(OH)_3纳米晶形貌的影响。实验发现,调节水热温度可以控制Dy(OH)_3纳米棒的形貌,而Dy(OH)_3纳米带的形成与pH值密切相关。这为合成其它稀土化合物一维纳米材料提供了一个新的途径。

聚环氧乙烷/Li_(x)MoO_(3)纳米复合材料的制备及表征

介绍了聚环氧乙烷 (PEO) /LixMoO3 纳米复合材料的制备过程。结果表明 ,PEO大分子插入到LixMoO3 片层间 ,使层间距增大了 0 .73nm。PEO在LixMoO3 层间呈PEO -HgClⅠ型构象 。

口服草原兔尾鼠卵透明带3纳米乳剂DNA疫苗免疫效果研究

用免疫不育疫苗控制有害动物的数量成为动物种群数量控制的一个有效措施,对于大多数动物来说,口服饵料发送系统是最好的选择。但是口服疫苗容易产生耐受,且生物利用度低,利用多聚物包裹口服疫苗是一种打破口服耐受,提高其生物利用度的新途径。本文以纳米乳剂作为草原兔尾鼠卵透明带3(Lugurus zone pellucida 3,LZP3)DNA疫苗的发送载体,探讨通过口服途径增强小鼠的免疫效果和抗生育率。用纳米乳剂包裹lzp3DNA疫苗后,采用强阴离子交换色谱法测定纳米乳剂的包封率,将制备好的质粒纳米乳剂lzp3 DNA疫苗通过口服饵料免疫小鼠,检测到免疫后小鼠的体内产生了特异性的抗LZP3的IgG和IgA。对免疫后小鼠进行抗生育实验,分析生育后免疫小鼠的卵巢病理切片。研究结果表明,用质粒纳米乳剂lzp3 DNA疫苗通过口服途径免疫,在小鼠的血清和粘液中检测到了特异性的抗LZP3的IgG和IgA,同时也产生了相应的抗生育作用,表明纳米乳剂作为口服不育疫苗的发送载体是可行的,为草原兔尾鼠鼠害的防治提供了理论基础。