离子印迹磁性碳纳米球基电化学传感器用于铜(II)的选择性检测

本文报道一种基于Cu(II)离子印迹聚合物为识别元件的电化学传感器。通过耦合表面离子印迹和电化学沉积的制备方法,制备了由磁性碳纳米球组成的离子印迹聚合物电极。所组装的传感器表现出对Cu(II)检测的特异识别性和高灵敏特性。通过场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对印迹聚合物的微观形貌进行表征,采用傅里叶变换红外光谱对其官能团和化学结构进行表征。传感器电化学性能表明,与非印迹电极和裸电极相比,印迹电极对Cu(II)具有更强的选择性和更高的灵敏度。传感器对浓度为10^(-6)至10^(-10) mol L^(-1)的Cu(II)表现出良好的线性相应电流,其检测限提升至5.138×10^(-16) mol L^(-1)(S/N=3)。此外,该传感器具有良好的抗干扰性、重现性和稳定性,为金属离子的检测提供了新的策略。

铜离子掺杂对TiO_2纳米颗粒膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通的载玻片上制备了锐钛矿型TiO2和过渡金属Cu离子掺杂TiO2薄膜.通过XRD,UV-VIS,XPS,AFM表征了合成的薄膜,表明铜离子掺入后,薄膜变得更加致密.铜离子以Cu2O的形式存在.在紫外光照射下,TiO2薄膜表现出明显的亲水性.对于掺铜的TiO2薄膜,随着铜掺杂量的增加,铜（Ⅰ）对亲水性能的抑制作用亦增强.

铜离子掺杂纳米二氧化钛催化剂的改性研究

针对纯纳米TiO_2粉末带隙能宽(约为3.2eV),对太阳光利用率较低的问题.文中通过对液料等离子喷涂的前驱物-钛酸丁酯和乙醇溶液中添加掺杂成分Cu(NO3)2·6H2O制备了掺杂粉末.利用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计(PL)分析了掺杂对TiO_2样品的形貌、晶体结构及平均粒径、表面成分和元素价态、本征吸收带及电子结构和光学特性的影响.利用光催化降解甲基橙来评价铜离子掺杂样品的光催化活性.结果表明:铜离子掺杂纳米TiO_2粉末形貌呈球形或近球形,粒径分布范围为10~60nm,少量的铜离子掺杂使TiO_2粒径分布均匀,且粉末的粒径有所减小;制备的粉末均为锐钛矿和金红石相的混合晶体,且随着掺杂含量的增加,锐钛矿相含量呈减小的趋势;掺杂纳米TiO_2粉末中含有O、Ti、C以及Cu元素,Cu元素的价态不变,Ti 2p区由2p3/2和2p1/2双峰组成,Ti元素仍为+4价;掺杂铜离子的TiO_2相比于未掺杂的TiO_2的本征吸收带边均发生了明显的红移.随着催化剂中铜离子掺杂含量增加,甲基橙的降解率均呈现出先增加后减少的趋势,0.2%的Cu2+掺杂TiO_2粉末对甲基橙的光催化活性最好,为纯TiO_2粉末降解率的1.40倍.

掺铜中空生物玻璃纳米球的制备及可控掺杂

通过研究铜元素掺杂对中空生物玻璃纳米球形貌结构的影响,进一步探究中空生物玻璃铜掺杂与药物缓释性能的关系,以获得具有一定抗菌作用和药物控释性能的骨组织工程支架。以聚丙烯酸(Polyacrylic acid,PAA)为模板剂,以硅源、磷源、钙源及铜源为无机盐前驱体,结合采用溶胶-凝胶法制备掺铜中空生物玻璃纳米球(Copper substituted hollow bioactive glass,Cu-HBGNs),改变CaO、CuO组分的原料添加量来调控所得掺铜中空生物玻璃纳米球的掺杂量;采用SEM、TEM、EDS、FTIR、XRD、TGA及N2吸附-脱附等测试表征掺铜中空生物玻璃纳米球的形貌结构、元素组成及热稳定性。结果表明:在生物玻璃体系中引入不同摩尔比的CaO、CuO组分能实现掺铜中空生物玻璃纳米球的可控掺杂,所制备纳米球样品外观形貌及结构基本不变,粒径、孔径均可调。溶胶-凝胶法准备的可控掺铜中空生物玻璃在药物输送和骨组织修复领域具有广阔的应用前景。

具有高循环稳定性的氮硫掺杂多孔碳纳米球钠离子电池负极材料（英文）

开发高性能和低成本的负极材料对于室温钠离子电池(SIBs)的商业化至关重要。本文以葡萄糖为碳源,采用简单的水热法合成了粒径均匀且具备多孔结构的碳纳米球,并通过KOH活化和氮、硫共掺杂对其进行改性。作为钠离子电池的负极材料,该碳纳米球在20 mAg^(-1)的电流密度下表现出高达527 mAhg^(-1)的初始比容量,并且在500 mAg^(-1)的高电流密度下经过1 000次循环之后仍保持了95.2%的初始比容量,其循环稳定性优于大多数近期报道的钠离子电池负极材料。其优异性能来源于KOH活化和异质原子掺杂所带来的丰富的孔结构,较大的层间距和良好的导电性。

活性炭负载Cu离子掺杂纳米TiO_2颗粒的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法在活性炭(AC)表面负载掺杂Cu离子的TiO2纳米颗粒,制备负载型掺杂Cu2+-TiO2/AC复合光催化剂,采用XRD,ESR,FS,UV-Vis和BET等手段对其进行了表征,通过罗丹明B的光催化降解试验,分析活性炭载体的比表面积和Cu离子掺杂量对负载型掺杂催化剂光催化活性的影响.结果表明,Cu以+2价存在,Ti以少量的+3价存在;TiO2纳米颗粒具有量子尺寸效应,吸光阈值显著蓝移,并使光谱相应范围向可见光区拓展;另外,适量Cu离子的掺杂降低了负载型TiO2/AC的荧光强度.负载和高温处理没有改变活性炭载体的微观结构.以AC3为载体和质量分数为3%的Cu离子掺杂所制备的3%Cu2+-TiO2/AC催化剂的活性最高,并且该催化剂便于回收,在重复使用中也表现出很高的光催化活性.

铜离子掺杂对二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶凝胶法在玻璃表面制备了Cu2+掺杂TiO2复合纳米薄膜。掺杂Cu2+的数量和方式及前驱体对TiO2光催化降解甲基橙有不同程度的影响。当合成TiO2前驱体的原料为Ti(OC4H9)4时,预涂一层质量分数(下同)为1.0%的Cu(CH3COO)2水溶液,可使TiO2光催化氧化活性提高53%,最外层掺入Cu2+会减弱TiO2光催化氧化活性。当TiO2的前驱体为工业偏钛酸时,预涂一层1.0%Cu(CH3COO)2水溶液,仅使TiO2光催化氧化活性提高14%。用X射线衍射对纳米薄膜进行表征。Cu2+掺杂会诱导生成金红石相。

铜离子掺杂双金属纳米球免疫传感器检测前列腺特异性抗原

以比表面积大、结合位点多的金铂纳米球杂化二氧化锡石墨烯(GS-SnO2@Au-Pt)修饰玻碳电极,作为传感平台固定捕获抗体(Ab1),铜离子掺杂金银纳米球(Au-Ag@Cu^(2+))与检测抗体(Ab2)结合作为免疫探针,构建夹心型电化学免疫传感器,并用于检测前列腺特异性抗原(PSA)。基于Cu^(2+)和Cu^(+)之间的电子转移,以及金银双金属协同效应增强检测信号,通过方波伏安法(SWV)检测,在0.25 V处获得尖锐信号峰。结果表明,该免疫传感器具有较宽的线性范围(1 fg/mL~10 ng/mL)和较低的检出限(0.34 fg/mL),在PSA临床检测中有潜在应用前景。

铜掺杂类金刚石纳米点阵列的制备及场发射性能研究

利用磁过滤等离子体结合氧化铝模板(AA0)技术在室温下制备了具有优异场发射性能的铜掺杂类金刚石(DLC)纳米点阵列。微观分析表明,铜掺杂类金刚石纳米点阵列分布均匀,密度高达109cm-2;利用X射线光电子能谱对制备的铜掺杂类金刚石纳米点阵列进行结构分析,测得铜的掺杂量为3.6%且sp3键含量高达60%;通过对铜掺杂类金刚石纳米点阵列的场发射性能测试,试验结果表明,铜掺杂类金刚石纳米点阵列开启电场和阈值电场分别为0.08V/μm,0.42V/μm,并且在电场值为0.67V/μm时,发射电流密度高达95mA/cm2,场发射性能明显优于无掺杂类金刚石纳米点阵列。

钴掺杂多孔锰氧化物自组装花球制备及其超电容特性研究

通过水热法制备了掺杂不同含量钴离子的多孔结构MnO_2纳米花球,研究了锰氧化物掺杂前后的实际放电比容量,从而比较钴离子含量对其电化学性能的影响。对不同样本做了结构、形貌及电化学性能方面的测试。通过XRD谱说明钴离子均一地掺杂到了锰氧化物的中间。通过SEM照片可以看到产品的微观形貌均是由纳米片层状结构组装成的纳米花球。在未掺杂钴时,纳米花球的颗粒大小不均一,而掺杂摩尔分数10%的钴离子后,大大降低了自组装结构的尺寸,并且使得材料的微观表面更加疏松,这种减小的尺寸使得电解液的进入更加容易,从而使得材料的利用率大大增加。通过恒电流充放电测试显示,当钴掺杂量为摩尔分数10%时,锰氧化物比容量最大可达410.158 F·g^(–1)。

Cu^(2+)掺杂MnO_(2)作为水系锌离子电池正极材料的合成与电化学性能

采用简单的一步电沉积方法制备了Cu^(2+)掺杂的MnO_(2)材料。通过XRD、SEM、TEM等方法对材料进行了表征,结果表明其具有蓬松多孔的纳米结构,作为电池正极材料时有利于Zn^(2+)的存储,具有较高的电池容量。与未掺杂样品相比Cu^(2+)掺杂的MnO_(2)材料有更好的电化学性能,在电流密度为200 mA/g时,比容量达到235 mAh/g,增加了47.8%,阻抗也由997.3Ω降到了564.3Ω。

以Au/Cu纳米棒为基底的肺腺癌组织的特征表面增强拉曼光谱研究

通过金铜共混法制备了Au/Cu合金纳米棒,研究了铜掺杂对金纳米棒等离子体共振吸收和结构的影响,探究了Au/Cu合金纳米棒的等离子体共振拉曼增强效应.以Au/Cu合金纳米棒为基底对肺腺癌组织和癌旁正常组织进行了表面增强拉曼光谱检测.结果显示,癌变组织具有比癌旁正常组织更强的拉曼信号峰,位于1250,1344,1408,1568,1608和2560 cm^(-1)附近的拉曼峰分别与蛋白质的AmideⅡ氨基化合物、C—H弯曲振动、核酸中CH_3的对称变角振动、蛋白质色氨酸惰性环振动、蛋白质酰胺I谱带分子间反平行β-折叠的C—O健伸缩振动和蛋白质的巯基(S—H)伸缩振动有关,2936 cm^(-1)附近的拉曼峰为蛋白质CH_2的对称伸缩振动和CH_3的反对称伸缩振动共同作用产生.以铜掺杂的金纳米棒为基底的表面增强拉曼光谱法有望成为检测肺癌组织的有效手段.

NiCo2S4/N,S-rGO纳米复合材料的制备和电化学储钠性能

NiCo2S4是一种极具发展前景的钠离子电池(SIBs)负极材料。采用简单的一步法(混合和热处理)原位合成了锚定在N、S共掺杂还原氧化石墨烯上的纳米颗粒自组装的NiCo2S4亚微米球(NiCo2S4/N,S-rGO)。XPS表明了NiCo2S4与N,S-rGO之间存在电子转移,证实了NiCo2S4与N,S-rGO之间强的协同作用。纳米粒子自组装的NiCo2S4亚微米球有效地促进了离子的扩散,N,S-rGO优异的电学和力学性能不仅提高了电极的导电性,而且有效地缓冲了充/放电过程中NiCo2S4/N,S-rGO的体积变化。NiCo2S4/N,S-rGO作为SIBs的负极材料呈现出高可逆容量,优越的倍率性能和长期稳定性(在电流密度为0.5 A/g时循环130次后仍保持了396.7 mA·h/g的高比容量。即使在电流密度为2 A/g时,经过1000次循环后比容量仍保持在283.3 mA·h/g)。研究结果为高效负极材料的设计和合成提供了新的思路。

磷掺杂碳微球封装双金属磷化物在钠离子电池和电催化析氢中的应用（英文）

过渡金属磷化物由于其独特的物理化学特性,在钠离子电池和电催化析氢反应领域被广泛研究.然而,过渡金属磷化物存在严重团聚和动力学迟缓等问题.本研究将双金属磷化物(Ni2P/Zn P4)嵌入到P掺杂的碳微球中,得到的纳米材料具有结构稳定、电荷转移快和活性位点丰富等优势.结果表明,结构优化的Ni2P/Zn P4复合材料作为钠离子电池负极材料具有良好的电化学性能,包括高比容量、循环稳定和倍率性能佳等.同时, Ni2P/Zn P4复合材料也表现出良好的电催化析氢性能,其过电势为62 mV, Tafel斜率为53 m V dec^-1,且稳定性良好.

Cu-TiO_2/白云母纳米复合材料的制备及结构、形貌和光催化性能

为提高TiO_2型光催化剂对可见光的响应及光催化效率,采用液相沉淀法制备出Cu-TiO_2/白云母纳米复合材料,研究了复合材料的结构、形貌和光催化性能。结果表明:Cu^(2+)取代部分Ti^(4+)进入TiO_2晶格中,使TiO_2发生晶格畸变并阻滞了纳米TiO_2晶粒的长大。TiO_2均匀致密地包覆在白云母表面,减少了团聚从而大大增加了TiO_2在光催化中与污染物的接触面积。Cu^(2+)掺杂有效减小了TiO_2的禁带宽度并使光学吸收边发生红移。Cu-TiO_2/白云母复合纳米材料的光催化性能随着掺Cu^(2+)量增加先增强后降低,当Cu^(2+)/Ti^(4+)摩尔比为1.5%,Cu-TiO_2/白云母复合纳米材料用量为0.10g时,对100mL的亚甲基蓝光催化1 h后,亚甲基蓝的降解率为100%。