Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的制备及光催化性能

本工作通过水热法与磁控溅射法结合成功构建了表面均匀沉积纳米Au粒子的α-Fe_(2)O_(3)(Au@α-Fe_(2)O_(3))纳米棒,纳米Au粒子的负载量和形态分别由磁控溅射时间和热处理温度调控。在沉积5.1%的纳米Au粒子后,因纳米Au的表面等离子体共振(SPR)效应,Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒在550 nm处出现了一个新的吸收峰,其带隙由2.20 eV变窄至1.95 eV。Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的荧光强度和电化学阻抗显著降低,光电流从0.27μA·cm^(-2)增大至0.45μA·cm^(-2)。纳米Au粒子既拓宽了Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的可见光吸收性能,又抑制了电子-空穴对的复合。与α-Fe_(2)O_(3)纳米棒相比,Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的光催化性能变得更加稳定,Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的光催化效率提高约一倍。

介孔SiO2纳米棒的制备及其表面锚接金纳米粒子

以正硅酸乙酯为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，聚乙二醇为分散剂，采用溶胶一凝胶法制备出SiO2纳米粒子，应用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和X射线能谱仪研究了粒子的性能。结果表明：所得产物是具有周期性规则介孔的棒状粒子，长径比随着硅源、模板剂和分散剂浓度的降低而减小；向反应体系中引入乙醇，随着乙醇与水的体积比例的增加，粒子由棒状向球状转变，进而形成不规则絮状凝聚体。用硅烷化技术对SiO2纳米棒表面进行修饰后吸附平均粒径3．7nm的金种子，再用多轮生长法使种子长大，经过30轮生长，种子平均粒径增大至59nm，得到了SiO2-Au复合纳米体系。透射电镜和紫外一可见分光光度计分析结果表明：金纳米粒子锚接在SiO2纳米棒表面的某些点位，呈分散分布；复合体系表现出强烈的金的表面等离子体共振吸收峰，该峰随着金粒子的粒径增大，在500-700nm波段内红移。

SiO_2金纳米棒复合粒子的制备及其光学性质的研究

采用银离子介导的晶种生长法,制备出具有理想局域表面等离子共振（LSPR）吸收峰的金纳米棒（GNR）。通过碱催化正硅酸四乙酯（TEOS）的水解缩合,在GNR表面形成SiO_2壳层。利用透射电镜对其进行形貌表征,成功制备出壳层为15nm和30nm的SiO_2金纳米棒复合粒子（GNR-SiO_2）,其中壳层为30nm的GNR-SiO_2呈规则的椭球形,具有明显的介孔特征。Zeta（电位）结果表明,SiO_2包埋使GNR的表面电位发生了剧烈反转,由35.6mV变为-14.5mV。其光学性质研究表面调节硝酸银的用量以及环境pH可以实现GNR局域表面等离子体共振吸收峰（LSPR）吸收峰在700～950nm内的调控,而且SiO_2包埋对复合粒子的LSPR吸收峰及光热转化效应没有明显影响。SiO_2包埋能够在改善GNR在生物毒性、稳定性及载药率等方面的不足的同时不影响其光学特性,极大的增加了GNR在生物检测和纳米药物领域的应用潜力。

血红蛋白和SiO_2凝胶层层组装膜在碳纳米管/金纳米粒子修饰电极界面上的直接电化学及电催化研究

以SiO2凝胶膜和蛋白质交互组装法固定血红蛋白(Hb),对其进行了电化学和电催化研究.首先制备碳纳米管/金纳米粒子复合材料修饰的MWNTs-Au/GC电极,为防止蛋白质在电极表面流失,将Hb和自制的SiO2凝胶膜交替滴涂到电极表面,得到SiO2/Hb层层组装膜修饰电极,即{SiO2/Hb}n/MWNTs-Au/GC电极,n=2为优化层数.Hb在{SiO2/Hb}2/MWNTs-Au/GC电极上仍能保持其特有的生物活性,并能与电极进行稳定快速的电子直接转移,同时表现出过氧化物酶特性,对H2O2具有良好的生物电催化还原能力.

纳米Ag·SiO_2添加剂对涂料在金黄色葡萄球菌环境中防腐性能的影响

研究了添加不同颜基比(P/B)纳米Ag.SiO2对环氧树脂涂层在金黄色葡萄球菌环境中防腐性能的影响。利用原子力显微镜(AFM)观察了涂层在金黄色葡萄球菌溶液中浸泡前的表面形貌,测试了涂层浸泡前后的交流阻抗谱(EIS)。结果表明:添加纳米Ag.SiO2由于增加了涂层多孔性而导致其阻抗不同程度下降,P/B为0.3%时涂层的阻抗降至106Ω.cm2以下,基本失去了保护作用;在金黄色葡萄球菌溶液浸泡过程中纳米Ag.SiO2的杀菌作用开始显现,浸泡后未添加纳米Ag.SiO2涂层的耐蚀性能直线下降,而P/B为0.1%时涂层的耐蚀性能基本保持不变。

一步水热法合成SiO2纳米棒

以商业硅酸盐玻璃为原材料,在170?C下,通过简单的低成本一步水热法成功制备了SiO2纳米棒。SEM结果显示,氨水浓度和保温时间在SiO2纳米棒的形成中都起着重要的作用。XRD结果证实了合成的SiO2纳米棒为非晶结构。光致发光结果表明合成的纳米棒在410 nm表现出强烈尖锐的发射峰。

纳米金的制备及在Fe_3O_4/SiO_2纳米粒子上的负载

以水为分散介质,氯金酸为金源,柠檬酸钠为还原剂制备了纳米金粒子,然后将其与表面有氨基修饰的Fe3O4/SiO2磁性纳米粒子进行自组装,制备Au/Fe3O4/SiO2磁性纳米复合粒子.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征.结果表明,柠檬酸钠的用量对纳米金粒子的大小有影响,不同粒径的金纳米粒子对应于UV-Vis上吸收峰的峰宽不同,而且吸收峰的位置也随着复合粒子的形成而发生变化;Au/Fe3O4/SiO2复合粒子在外磁场的作用下,能够与反应体系快速分离,易于循环使用.

基于金纳米棒@二氧化硅表面等离子体共振增强的有机太阳能电池

把包裹SiO_2的金纳米棒(AuNRs@SiO_2)掺杂到有机太阳能电池的活性层中,利用表面等离子体共振效应来增强活性层对光的吸收,从而提高有机太阳能电池的能量转换效率。研究了不同掺杂浓度和不同包裹厚度对电池性能的影响。结果表明,掺杂浓度为1. 5%时,器件性能最佳,能量转换效率达到4. 02%; SiO_2壳层厚度为3 nm时,转换效率达到4. 38%,较标准电池提升了29. 2%。

基于聚乙烯醇/金纳米棒复合凝胶膜的Hg^(2+)传感器构建及应用

利用种子生长法制备金纳米棒,将其分散于聚乙烯醇溶液中,以戊二醛为交联剂,制备了对Hg2+有光学响应性的化学交联聚乙烯醇/金纳米棒(PVA/GNRs)复合凝胶膜。利用紫外-可见光谱法表征了该复合凝胶膜对Hg2+的传感性能。结果表明,在还原剂抗坏血酸的辅助下,PVA/GNRs凝胶对Hg2+有良好的光学响应和选择性,测量线性范围为0.1~3.0μmol/L,相关系数为0.997,响应时间为5 min。以PVA/GNRs复合凝胶膜构建的光学传感器具有制备方法简便、稳定性高等优点,可用于水样中微量Hg2+的检测。

叶酸偶联金纳米棒在兔VX-2肝癌的摄取状况研究

目的建立兔肝癌模型,观察实验动物对叶酸(FA)偶联二氧化硅包覆的金纳米棒(GNRs@Si O2-FA)的摄取状况,检测GNRs@Si O2-FA对肝癌细胞的靶向性。方法 CT引导下穿刺接种法建立兔VX-2肝癌模型27只,行CT、超声检查观察肿瘤生长情况。2周后将实验动物随机分成空白对照组(注入生理盐水)、门静脉注射GNRs@Si O2-FA组和瘤内注射GNRs@Si O2-FA组,术后24、48、72 h每组各处死实验兔3只,取其肿瘤组织和各主要脏器并作冷冻切片,应用激光共聚焦显微镜观察实验动物对GNRs@Si O2-FA的摄取情况。结果成功构建兔VX-2肝癌模型,CT、超声检查显示肿瘤血供较丰富。共聚焦显微镜观察到实验动物摄入GNRs@Si O2-FA 24 h内即可特异性地与肿瘤细胞结合进入肿瘤细胞,并聚集在肿瘤细胞胞质内。结论 GNRs@Si O2-FA可在实验动物体内高度靶向性作用于肝癌细胞,在肿瘤靶向定位热疗和125I粒子介入治疗方面具有重要的应用前景。

金纳米棒联合^(125)I粒子诱导肝癌HepG_2细胞凋亡的实验研究

目的探讨叶酸偶联二氧化硅包覆的金纳米棒(GNRs@Si O2-FA)联合125I粒子诱导肝癌Hep G2细胞凋亡及其可能的机制,为临床提高肝癌125I粒子组织间植入疗效提供理论依据。方法将体外培养的肝癌Hep G2细胞随机分成空白对照组,单纯金纳米棒组,单纯125I粒子照射组及金纳米棒联合125I粒子照射组,采用流式细胞仪检测细胞凋亡情况,PT-PCR检测bax m RNA、bcl-2 m RNA表达水平,免疫细胞化学检测凋亡相关基因bax、bcl-2表达水平及肿瘤细胞核增殖性抗原Ki67表达情况。结果流式细胞仪检测4组肝癌Hep G2细胞凋亡率,单纯金纳米棒组、单纯125I粒子照射组较空白对照组均有升高(P<0.05);联合组较单纯金纳米棒组和单纯125I粒子照射组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。联合组bax m RNA表达明显高于单纯金纳米棒组与单纯125I粒子照射组,bcl-2 m RNA表达明显低于单纯金纳米棒组与单纯125I粒子照射组。肝癌Hep G2细胞bax表达于胞质,bcl-2表达于胞质和胞膜,Ki67表达于胞核,均表现为棕黄色细颗粒状沉淀。4组肝癌Hep G2细胞凋亡相关基因bax、bcl-2及增殖核抗原Ki67蛋白表达量比较,差异均有统计学意义(P<0.05);联合组较单纯金纳米棒组和单纯125I粒子照射组Bax蛋白阳性表达率明显升高,Bcl-2、Ki67蛋白阳性表达率明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论金纳米棒与125I粒子联合应用能更有效增加肝癌细胞凋亡率,其机制可能是通过增加Bax蛋白的表达,抑制Bcl-2蛋白的表达来实现。

多孔SiO_2@金纳米复合材料的制备及其吸附性能研究

采用湿化学法制备了新型多孔SiO_2@金纳米复合材料并对其结构进行了表征,研究了该复合材料对3,3′,4,4′-四氯联苯(PCB77)的吸附性能,并对吸附过程中的动力学数据进行拟合。结果表明,用Freundlich和Langmuir吸附等温模型拟合的相关系数分别为0.9652、0.9764;用Lagergren准一级吸附动力学方程拟合的相关系数为0.951;合成的多孔SiO_2@金纳米复合材料具有较强的吸附性能,能有效吸附水中的PCB77。

金纳米粒子自球形向棒状的转变和生长的光化学法研究

在含有HAuCl4和十六烷基三甲基氯化铵(CTMAC)的DMF-H2O-丙酮介质中,以CTMAC形成的胶束为模板,丙酮为光敏剂,光化学还原法制备了不同长径比的棒状金纳米粒子.通过改变DMF∶H2O(V/V)的比例来改变溶液的极性,增加胶束聚集数,实现了自球形胶束向棒状的转变,从而得到以金纳米棒占优势的金胶体溶液.研究了HAuCl4和CTMAC的浓度以及照射时间对金纳米棒生长的影响,在最佳实验条件下,获得了直径在20～22nm,长为0.5～3μm的金纳米棒,讨论了光化学反应和金纳米粒子在形成的棒状胶束中的自组装生长机理.

基于金纳米棒/多壁碳纳米管-壳聚糖复合膜电极的肌红蛋白直接电化学和电催化研究

采用金纳米棒(AuNRs)/多壁碳纳米管-壳聚糖(MWCNTs-Chit)复合膜促进肌红蛋白在电极上的直接电子转移,并用于构建H2O2生物传感器.首先将金纳米棒固定到玻碳电极表面,然后把MWCNTs-Chit分散溶液和肌红蛋白(Mb)固载到玻碳电极上,得到MWCNTs-Chit/Mb/AuNRs复合膜电极.通过循环伏安法对膜电极进行表征,在pH=7.0磷酸缓冲溶液中,Mb表现出一对峰形良好且可逆的氧化还原峰,其中氧化峰和还原峰电位分别为-0.291 V、-0.235 V,式电位(Eθ’)为-0.263 V.与此同时还探讨了修饰电极的电催化活性,结果表明其对H2O2具有良好的电催化还原作用,可作为检测H2O2的生物传感器.传感器对H2O2的米氏常数为0.0494 mM,线性范围为5.0×10-5～5.0×10-3M(R=0.986 7,n=10),检测限为3.2×10-6M(信噪比为3).

FTO导电玻璃基底上TiO2纳米棒阵列的制备及形貌、晶相可调控探究

利用TiO_2纳米颗粒为晶种,在200℃的水溶液中制备了规则的TiO_2纳米棒阵列.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱(XRD)、紫外可见光谱(UV-Vis)表征了一维棒状纳米材料的晶相结构、物相组成、形貌和光学性质.通过改变实验条件,进一步对TiO_2纳米棒阵列的晶相结构及形貌进行了可调控探究.结果表明:通过改变反应时间、水热温度、生长液配比等因素,能够有效调整TiO_2纳米棒的疏密程度、大小、规则度及物相组成.文中制备的各种单相或混相TiO_2纳米棒阵列材料在光催化领域具有十分重要的应用价值.

Au和SiO_2多壳结构的制备和表征

利用自组装技术和胶体还原化学,制备出金纳米壳Au@SiO2以及SiO2包裹的金纳米壳SiO2@Au@SiO2;去除SiO2@Au@SiO2颗粒中的金壳层,获得含有可移动SiO2核的空心壳H-SiO2@M-SiO2.结果显示:SiO2@Au@SiO2复合颗粒表面光滑,并保留了金壳的近红外吸收特性;通过改变复合颗粒外层SiO2厚度,可以调节其等离激元共振峰的位置;王水可以有效地去除SiO2@Au@SiO2中的金壳,相应的等离激元共振峰消失.

凹凸棒石与酸反应纳米尺度研究——反应机理和表面积变化

利用高分辨透射电子显微镜 (HRTEM)和BET 比表面积分析 (BET SSA)技术调查了沉积型凹凸棒石与酸作用过程中形态和比表面积变化 ,并探讨了凹凸棒石与酸反应机理。对不同条件下凹凸棒石与酸反应产物纳米尺度观察表明 ,凹凸棒石的酸溶反应既表现出棒状晶体端部四面体和八面体一致溶解 ,也表现出柱面位置四面体和八面体不一致溶解。纳米尺度观察揭示出凹凸棒石与酸反应机制是质子从外表面扩散渗透 ,而不是质子从晶体孔道的渗透 ,反应速率主要受穿过酸溶产物硅酸层扩散速率控制。凹凸棒石的酸溶反应过程中 ,酸处理凹凸棒石的纳米孔结构现象与柱面位置四面体硅局部溶蚀有关。酸处理凹凸棒石比表面积增加归因于凹凸棒石中八面体不均匀、不连续溶解和局部四面体硅的溶蚀导致凹凸棒石孔道开放和直径扩大 ,从而使N2 分子更多的进入凹凸棒石的孔道。部分八面体残留对四面体片起支撑作用 ,当凹凸棒石中八面体阳离子近于完全溶解时 ,四面体片失去支撑 ,结构塌陷 ,内孔孔道消失 ,比表面积再度下降。

（TiO2-CdS）／SiO2复合粉体的溶胶一凝胶法合成及晶相转变

以钛酸丁脂为原料，CdS纳米晶为掺杂相，通过正硅酸乙脂水解，用溶胶-凝胶法制备(TiO2-CdS)／SiO2复合粉体。用DTA-TG、XRD和TEM对复合粉体进行表征。发现复合粉体中TiO2从无定型向锐钛矿型的相变温度大约为810℃，从锐钛矿型向金红石型的相变温度为900℃；添加少量的二氧化硅明显地抑制二氧化钛晶粒粒径的增大和相变。

TiO_x/SiO_2复合载体上高分散Au催化剂的CO氧化性能

负载型Au催化剂中金与载体间存在相互作用,载体性质能够影响Au纳米颗粒分散度及稳定性.本文通过表面溶胶-凝胶(SSG)法制备了TiOx/SiO2复合载体,以期增加氧化物载体表面配位不饱和度从而使其具有较高的金属分散性,并利用低能离子散射(LEIS)谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及N2物理吸附(BET)等手段对载体及催化剂进行表征分析.实验表明TiOx/SiO2复合载体表面TiOx分散性良好,没有形成明显的TiO2晶相,且与SiO2间形成Ti―O―Si键.与Au/TiO2相比,Au/TiOx/SiO2催化剂中Au纳米颗粒的分散性更好,因而CO氧化活性显著提高.TiOx/SiO2复合载体上的TiO2膜是Au的主要表面键合位,导致Au与载体间相互作用增强,从而使得Au纳米颗粒抗烧结能力提高,同时催化剂反应稳定性得到改善.