基于SPR的铜纳米线/金属膜复合结构的研究

分别采用LPR-SC-MS/TE法制备一种亚波长结构金属薄膜:铜纳米线/金属膜复合结构。在这种复合结构中,铜纳米线平行镶嵌于金属膜中。利用光学显微镜和紫外分光光度计分别对复合结构膜的形貌及光学吸收特性进行研究发现:采用LPR-SC-MS/TE法制备的铜纳米线/金属复合结构膜中仅同质的铜纳米线/铜膜复合结构在656 nm波长处出现一个明显的SPR共振吸收峰,而异质的复合结构在可见光范围内未出现SPR共振吸收峰。

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%。

不同结构纳米铜/PP复合膜中铜向食品模拟物的迁移

探究了温度、时间、食品模拟物、氧气,以及聚丙烯(polypropylene,PP)的3种结构(PP-B、PP-R和PPH)对纳米铜/PP复合膜中铜向食品模拟物迁移的影响。将含有纳米铜和经3-氨丙基三乙氧基硅烷((3-Aminopropyl)triethoxysilane,KH550)处理的纳米铜分别添加到PP-B、PP-R和PP-H母粒中制备成相应的纳米铜/PP复合膜。在20、40和70℃下,将复合膜浸泡在食品模拟物中进行迁移实验。铜向食品模拟物的迁移率随着时间和温度的增加而增大直至平衡。酸性食品模拟物中迁移平衡时,在20℃,纳米铜/PP-B复合膜中铜的迁移率最大,PP-R和PP-H中铜的迁移率无显著性差异;40℃时,纳米铜/PP-H中铜的迁移率最大,PP-B和PP-R中铜的迁移率无显著性差异;而在70℃时,仍然是PP-H中铜的迁移率最大,PP-R次之,PP-B中铜的迁移率最小。

纳米铜复合材料宫内节育器对家兔子宫内膜超微结构的影响

目的:评价纳米铜/低密度聚乙烯复合材料宫内节育器(IUD)的安全性。方法:实验家兔分为对照组、裸铜组、低剂量纳米铜组(0.5-1.0μg/d)和高剂量纳米铜组(1.1-2.0μg/d)。于置器后56d取子宫内膜做扫描电镜和透射电镜检查。结果:裸铜组家兔子宫内膜上皮细胞微绒毛排列不规则,胞浆内出现大空泡,微丝结构增多,粗面内质网扩张,细胞间连接装置变宽。纳米铜组家兔子宫内膜上皮细胞微绒毛脱落,细胞形态基本正常,细胞核结构正常,胞浆内粗面内质网轻度扩张,细胞间连接装置正常。结论:形态学改变相比较说明纳米铜IUD对家兔子宫内膜超微结构影响较轻,对子宫内膜的刺激作用较小,从而可能会减少置IUD初期子宫异常出血、疼痛等不良反应的发生。

铜/钢爆炸焊接复合界面的显微组织及晶粒结构演化机理

采用光滑粒子仿真、先进表征和理论分析相结合的方法,对铜/钢复合材料爆炸焊接过程中的界面瞬态行为进行深入研究,并详细阐述其显微组织演化机制。根据仿真数据重构波形完整的演化过程,并揭示各种界面特征的形成机制。多尺度EBSD分析表明,界面附近区域呈多样性的晶粒结构,其演化机制主要受塑性流动、动态再结晶和凝固形核三个过程的控制。最后,通过纳米压痕实验建立晶粒结构与力学性能之间的关系。

铝阳极氧化膜模板组装铜纳米线及其TEM表征

为了研究纳米线的微观结构,通过电化学交流电沉积的方法,以多孔阳极氧化铝膜(Al2O3/Al)为模板,制备了金属铜纳米线,利用透射电子显微及选区电子衍射技术对纳米线进行了表征,并从电化学角度探讨了铜纳米线凸凹相间条纹结构的形成机理.研究表明:铜纳米线具有凸凹的条纹结构,平均长度约为4μm,直径20nm;铜纳米线具有面心立方(FCC)的多晶结构,其凸、凹部位具有相同的物相组成.

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.

铜纳米线阵列显微结构的表征和控制

采用多孔氧化铝(AAO)模板脉冲电沉积法制备了强辐射源用铜纳米线阵列材料,并用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对其进行了结构表征。结果表明电沉积的峰值电流强度和辅助阴极可以影响铜纳米线的表面质量、长度分布均匀性和微区长度起伏。减小峰值电流强度,可以明显改善单根铜纳米线的表面质量,但是对铜纳米线阵列长度分布均匀性和微区长度起伏影响程度有限。添加辅助阴极,不仅可以改善单根铜纳米线的表面质量,还可以显著提高铜纳米线阵列长度分布均匀性,并改善其微区长度起伏情况。

纳米铜/石墨烯-壳聚糖复合膜修饰电极及其对葡萄糖的直接测定

以石墨烯-壳聚糖复合膜修饰玻碳电极,并在此复合膜上电沉积纳米铜,用于葡萄糖的无酶检测。以扫描电镜、傅立叶红外光谱及电化学交流阻抗谱对该复合膜微观形态进行表征,以循环伏安法、计时电流法对该电极的电化学行为进行研究。实验结果表明,在0.1 mol/L Na OH溶液中修饰电极对葡萄糖具有良好的催化氧化作用,该电极对葡萄糖的检测线性范围为5.6×10-5~1.2×10-3mol/L,检出限(S/N=3)为2.3×10-5mol/L。该修饰电极对样品的检测具有良好的稳定性、重现性。

纳米铜/低密度聚乙烯复合膜中铜向食品模拟物迁移量的测定

建立了电感耦合等离子体发射光谱法(inductively coupled plasma optical emission spectrometry,ICP-OES)和石墨炉原子吸收光谱法(graphite furnace atomic absorption spectrometry,GFAAS)对纳米铜/低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)中铜向食品模拟物迁移量的检测方法。将纳米铜和经3-氨丙基三乙氧基硅烷((3-Aminopropyl)triethoxysilane,KH550)处理的纳米铜分别添加到LDPE母粒中制备成纳米铜/LDPE复合膜。在40℃下,将纳米铜/LDPE复合膜在3%乙酸和10%乙醇2种食品模拟物中浸泡10 d,以ICP-OES测定3%乙酸中铜的含量,以GFAAS测定10%乙醇中铜的含量。结果表明:2种模拟物中,铜分别在0.02~0.5μg/m L和2.5~25μg/L范围内线性良好,R^2大于0.999,回收率分别在81.42%~100.22%和81.71%~96.05%,RSD分别为1.02%~8.87%和1.66%~8.24%(n=6),检出限为0.90μg/L和0.20μg/L,定量限为3.10μg/L和0.68μg/L,表明这2种方法精密度好,灵敏度高,定性定量准确。

基底结构对纳米铜膜形貌结构及界面结合牢度的影响

以不同组织结构的涤纶织物为基材,采用射频磁控溅射技术沉积纳米铜膜,研究织物组织结构对铜膜表面形貌及晶态结构的影响,并对纳米铜膜-涤纶基材界面结合牢度进行测试分析。实验结果表明:在相同工艺条件下,非织造布、纳米纤维膜表面沉积纳米铜膜颗粒分布均匀,平均粒径及其表面粗糙度值较小,Cu(111)晶面结晶度较高,薄膜与基材界面结合强度较高;涤纶机织布、针织布表面纳米铜膜颗粒分布不均匀,平均粒径及其表面粗糙度值较大,Cu(111)晶面衍射峰较弱,导致薄膜-基材界面结合强度较低。

铜基碳纳米管复合薄膜载流性能分析

碳纳米管和铜纳米线的纳米复合膜兼具铜纳米线的电学性能与碳纳米管的力学性能,合适配比的复合膜具有优良的电学性能,对于金属基复合材料的研究具有重要意义。理论上复合材料的电学性能主要受复合成分和成分配比的影响最大。本文利用单一变量法,在铜纳米线的导电性能提升上,分析了反应时间、NaOH纯度、乙二胺含量以及水浴反应温度等对生成铜纳米线长径比的影响;在碳纳米管的导电性能增加上,分析了烧结温度、匀质、退火还原及机械压制对碳纳米管电学性能的影响。利用优化后碳纳米管与铜纳米线制备了一系列不同配比的CuNWs/CNTs复合薄膜,对复合薄膜的电学性能进行实验论证。结果表明:当反应时间为1h、NaOH为分析纯、乙二胺含量为1mL及水浴温度为70℃时,铜纳米线的导电性最佳;当烧结温度为常温、匀质压力500MPa、连续匀质3次、退火温度500℃、保温时间1h、压制力6N、压制时间10min时,碳纳米管的导电性最佳;当CuNWs体积分数为49.04%时,复合薄膜导电性能最佳,载流性能最好,分别达到9.58×10–5Ω·m和159.09A/cm2。

添加剂对纳米晶铜膜微观结构及纳米压痕性能的影响

采用电刷镀技术制备不同晶粒尺寸的纳米晶铜膜。利用透射电子显微镜分析电刷镀纳米晶铜膜的微观结构,计算晶粒尺寸范围;利用UNMT-1型纳米力学综合测试系统对电刷镀纳米晶铜膜进行室温纳米压痕实验。由实验可知,添加剂对纳米晶铜膜的晶粒尺寸和压痕硬度均有较大的影响。在添加剂45g/L条件下,平均晶粒尺寸最小为32nm左右,压痕硬度为3.26GPa;在添加剂1g/L条件下,平均晶粒尺寸增大到150nm左右,压痕硬度减小为1.72GPa。

水下高压抗润湿V型槽分级铜纳米线簇超疏水表面的减阻研究

针对水下减阻超疏水表面气层稳定性差的问题,提出了在金属铜基底上使用两步电化学沉积法,制备了一种具有V型槽结构、区室化簇状结构和微纳分级结构的铜纳米线超疏水表面,进行了水下高压气层稳定性测试和减阻测试。结果表明,该表面最高可在0.45 MPa水压下维持76%的未润湿区域。同时,该表面在平板流变仪层流减阻测试中可取得高达56%的减阻率,具有优异的减阻性能。V型槽分级铜纳米线簇超疏水表面兼具水下高压气层稳定性和减阻效果,可应用到实际船舶航行领域,为解决超疏水表面减阻应用的瓶颈问题提供方案。

铜-聚丙烯复合膜界面结构及界面效应

采用真空蒸发镀膜方法将纯铜淀积在聚丙烯膜上（铜膜厚度约为1.3μm），用X射线衍射及透射电子显微镜研究筒-聚丙烯复合膜的界面结构及界面效应对拉伸屈服强度的影响．实验结果表明，铜-聚丙烯复合膜的屈服强度与聚丙烯膜结晶度、膜表面的洁净度和平滑度有关．同时对屈服强度变化的微观机制进行了讨论．

超薄铜膜包覆的金刚石纳米复合粉体制备与表征

在氯化亚锡敏化、氯化钯活化的条件下 ,通过化学镀方法 ,成功地在纳米金刚石粉体表面制备了超薄铜膜 .用X射线粉末衍射 (XRD)和傅立叶红外吸收光谱 (FTIR)表征了该Cu 金刚石纳米复合材料 .此种复合材料在无水乙醇中超声分散5min后的溶胶可稳定存放半年之久而不见沉降 .

基于铜-石墨烯纳米复合膜修饰电极的无酶葡萄糖传感器(英文)

采用电沉积的方法在石墨烯表面修饰一层铜膜,对铜/石墨烯纳米复合膜进行了表征.研究显示铜/石墨烯纳米复合膜修饰电极对葡萄糖有较好的电催化活性,并且在8×10-6～9.4×10-4mol/L范围内呈线性关系,检测限为2.5μmol/L(S/N=3),灵敏度为0.225 A.L.mol-1.实验表明该修饰电极对葡萄糖有较好的选择性.

阴极电弧法定向生长的铜纳米线上沉积非晶碳膜及其场发射特性(英文)

以阴极电弧法,分别于硅基材与铜纳米线(CuNWs)/硅基材(其中铜纳米线系阳极氧化铝(AAO)模板技术成长于硅基材上)沉积非晶碳膜。分别以扫描电子显微镜(SEM)、原子力电子显微镜(AFM)和X光电子光谱仪(XPS)表征了非晶碳膜/铜纳米线/硅基材与非晶碳膜/硅基材两者之表面形貌、粗糙度、结构及键结等物理特性。并比较两者之电子场发射特性。研究结果显示:两者都拥有低起始电场及高电流密度,其中非晶碳膜/铜纳米线/硅基材的场发射起始电压为3.75V/μm优于非晶碳膜/硅基材的15V/μm,因此非晶碳膜/铜纳米线/硅基材更适用于场发射平面显示器(FED)之发射子,可应用于高稳定性及低成本之场发射平面显示器之研发。

铜纳米线导电微滤膜的制备、性质表征及应用

将适量铜纳米线(Cu-NWs)添加到常规聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过相转化法制备Cu-NWs导电微滤膜,表征其过滤及导电性能,并将其置于膜生物反应器(MBR)中长期运行,研究其污染物去除效果及膜污染行为,可为污水处理MBR系统的低成本稳定运行提供新途径.结果表明,添加适量基于铸膜液质量的Cu-NWs,所得微滤膜的膜通量为721.9L/(m^2·h),膜面接触角为57.9°,同时,其起始电势、欧姆内阻及活化内阻分别为315.0mV、2.4?和6.9?,均优于商用PVDF微滤膜.扫描电子显微镜(SEM)观察发现,Cu-NWs在膜面活性层交织形成了良好的导电网络.将其制作成膜组件安装于MBR系统中,兼用作阴极,COD、氨氮、TN和TP的去除率分别为91.5%、99.3%、76.3%和76.2%,高于对照MBR系统.连续运行146d,TMP始终低于25kPa,无需清洗膜组件.傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析表明,膜面污染物质主要是蛋白质和多糖,膜面EPS含量远低于商用PVDF膜.所制备新型Cu-NWs导电微滤膜具有较好的稳定性、耐用性和抗污染性,应用前景广阔.

电泳沉积技术制备海藻酸钙-纳米铜复合抗菌膜

通过调节电解液中纳米铜的含量,经电泳沉积得到海藻酸钙-纳米铜新型抗菌纳米复合膜(Ca^2+-Alg-Cu)。以扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了Ca^2+-Alg-Cu的结构。使用稀释涂板法研究了Ca^2+-Alg-Cu对大肠杆菌(E.coli.)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和绿脓杆菌(P.aeruginosa)的抗菌性能。使用小鼠成纤维细胞(L929)与Ca^2+-Alg-Cu共培养表征了其细胞相容性。结果表明,Ca^2+-Alg-Cu能够破坏细菌形貌,高效杀死上述3种细菌;Ca^2+-Alg-Cu对细胞存活率的影响主要依赖电解液中纳米铜的质量浓度,当纳米铜的质量浓度小于0.4 mg/mL时,细胞存活率大于80%,能够兼顾高效的杀菌活性和良好的生物相容性。