关键词： Ag纳米颗粒   ZnO纳米颗粒   光催化性能   抗菌性能   协同作用  

摘要： 高效、持久抗菌材料的研发是解决当前细菌污染的有效途径,本文采用简单易操作的化学方法将半导体氧化锌(ZnO)和银纳米颗粒(AgNPs)负载于还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)片层,获得ZnO/Ag/rGO复合抗菌材料。利用ZnO的可见光催化活性、AgNPs等离子共振效应(surface plasmon resonance,SPR)和优异的抗菌性能,实现了可见光下的高效、持久抗菌,主要研究内容为:1.以NaBH为还原剂,采用常温原位还原法成功制备了ZnO/Ag/rGO复合材料。形貌分析表明粒径约50nm的球形纳米银颗粒和类片层状ZnO颗粒负载于rGO片层上。由于ZnO的可见光催化活性及Ag的电荷转移机制加上AgNPs优异的抗菌能力,实现了活性氧基团和Ag的协同杀菌,在可见光下实现了低Ag含量的高效杀菌,对大肠杆菌(***)和金黄色葡萄球菌(***)的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)分别为80ppm和60ppm,复合材料表现出良好的稳定性。2.以环境友好试剂乙醇作为还原剂和溶剂,通过乙醇溶剂热法制备了ZnO/Ag/rGO复合材料。复合材料中Ag颗粒的粒径约为200nm,ZnO以微米级六边形颗粒和小于10nm的球形颗粒负载于rGO片层上。由于颗粒尺寸过大,ZnO的光催化能力减弱,导致复合材料抗菌性能略有下降,对***和***的MIC分别为100ppm和80ppm。复合抗菌材料的稳定性因颗粒尺寸的影响也相对降低,当分散于水中15天时仅20%的Ag残留在复合材料中。3.以还原性更强且相对安全的乙二醇作为溶剂和还原剂,通过乙二醇溶剂热法制备了ZnO/Ag/rGO复合材料。复合材料中粒径约200nm的ZnO颗粒和平均粒径小于100nm的Ag颗粒均匀负载于rGO片层上。颗粒尺寸的减小明显提高了复合材料的抗菌活性和稳定性,对***和***的MIC分别为80ppm和40ppm,当复合材料分散于水中15天时仍有80%的Ag保留在复合材料中,实现了高效持久杀菌。

关键词： 糖基阴非表面活性剂   Ag-TiO2纳米颗粒   界面张力   润湿性   乳化性   提高采收率  

摘要： 随着全球石油资源的枯竭以及环保意识的增强,人们开始寻找一种可持续发展、绿色环保的表面活性剂品种及制备工艺。因此,以葡萄糖为原料的糖基表面活性剂便应运而生。在目前石油工业中,纳米流体在提高原油采收率方面的应用研究越来越多。本文将糖基阴非离子型表面活性剂/Ag-TiO2纳米颗粒进行复配形成化学驱油体系,对其溶液性能进行研究。以葡萄糖单体为原料,合成一种糖基阴非离子型表面活性剂(GDA),采用FT-IR、NMR方法对其结构进行表征。对GDA/Ag-TiC2体系的油水界面张力、润湿性、乳化性、润湿性及驱油效率进行研究,考察了 Ag-Ti02纳米颗粒的加入对GDA水溶液性能的影响。主要研究内容如下:1、以无水葡萄糖、十二胺、丙烯酸为原料,合成了糖基阴非离子型表面活性剂(GDA),用单因素法对反应条件进行了优化。采用FT-IR、NMR对其结构进行表征。以AgN03为银离子前驱体,乙醇为溶剂,PVP为还原剂和稳定剂,成功制备了一种Ag-TiO2纳米颗粒,采用XRD,TEM、EDS进行表征。通过SEM对GDA、GDA/Ag-Ti02体系溶液微观形貌进行观测。2、测定了 SDS、APG、GDA溶液的临界胶束浓度分别为1×10-2mol/L、5×10-3 mol/L、和1×10-3 mol/L;该浓度下的表面张力分别为34.7mN/m、32.3mN/m、和30.0 mN/m,对比发现,GDA表面活性剂具有更好的表面活性。3、在所研究浓度范围内,GDA/Ag-TiO2体系溶液均可使油/水界面张力降低至10-3 mN/m 数量级;当 NaCl 浓度为 10000 mg/L～100000 mg/L,CaCl2 浓度为 500 mg/L～1500 mg/L时,油/水界面张力均可保持10-3 mN/m数量级。4、研究了 GDA、GDA/Ag-TiO2溶液的泡沫性能、乳化性能、润湿性能及驱油效率。

关键词： Ag纳米颗粒   等离激元   Si刻蚀   刻蚀孔形貌   光催化  

摘要： 通过实验与有限元(FDTD)模拟系统研究了不同粒径尺寸的Ag纳米颗粒在P(100)Si表面刻蚀过程中等离激元光散射增强对刻蚀孔形貌的影响。SEM结果表明,刻蚀孔由与粒径尺寸接近的垂直孔演化为一种上大下小的火炬状形貌特征孔,该孔的直径与纳米颗粒尺寸散射半径相仿。模拟不同粒径的Ag纳米颗粒进入刻蚀孔后的光散射特征,证实了Ag纳米颗粒等离激元散射对刻蚀孔初期形成的重要作用。分析表明,基于光照条件下电子-空穴的激发特征,刻蚀孔的形貌主要依赖Ag纳米颗粒等离激元散射的光增强,即通过改变入射光频率以及Ag纳米颗粒粒径可以有效地调控Si表面形貌特征。Ag纳米颗粒等离激元光散射增强技术在Si基太阳能电池、发光二极管(LED)器件等领域有潜在应用前景。

关键词： Cu2SnSe3纳米晶   Ag纳米颗粒   胶体法   纳米复合材料   热电性质  

摘要： 采用Schlenk line技术,通过一种简单的硒源热注射的方法合成了Cu_2SnSe_3(CTSe)纳米晶,同时采用胶体法得到了单分散性极好的、粒径为4nm左右的Ag纳米颗粒(Ag NPs),之后通过简单的滴加法向CTSe纳米晶基质中掺入了特定比例的Ag NPs,得到CTSe-Ag纳米复合物。通过X射线粉末衍射、透射电镜、高分辨透射电镜、红外光谱和热重分析等表征了样品的组成、结构和形貌。同时对合成样品的热电性质进行了研究,相关的测试结果表明,以CTSe为基体掺杂AgNPs的样品中,CTSe-1(mol)%Ag具有最佳的热电优值(ZT=0.23,655K),相较纯相CTSe(ZT=0.18,655K)提高了27%。

关键词： cross-linked polymer microgels   free radical polymerization   metal nanoparticles   catalytic activity   comparative study   RESPONSIVE MICROGELS   DRUG-DELIVERY   SHELL   CORE  

摘要： Three dimensional cross-linked polymer microgels with temperature responsive N-isopropyl acrylamide (NIPAM) and pH sensitive methacrylic acid (MAA) were successfully synthesized by free radical emulsion polymerization with different amounts of MAA. Silver and gold nanoparticles with the size of 6.5 nm and 3.5 nm (+/- 0.5 nm), respectively were homogeneously reduced inside these materials by chemical reduction method at pH 2.78 and 8.36 for the preparation of hybrid materials. The samples were characterized by FT-IR, DLS and TEM techniques. The catalytic activity of the hybrid materials was investigated for the reduction of 4-nitrophenol (4-NP) using NaBH4 as reducing agent by UV-Vis spectroscopy. The hybrid polymer network synthesized at pH 8.36 showed enhanced catalytic efficiency compared to the catalysts synthesized at pH 2.78. In this study, it has been stated that the catalyst activity strongly depends on the amount of MAA, pH value during synthesis and the type of entrapped metal nanoparticles.

关键词： LSPR   核壳结构   银   硅   SERS  

摘要： 当电子振动频率与入射光的频率相同时,部分金属纳米颗粒可以在其表面激发局部表面等离子共振效应(LSPR),该波长下颗粒的吸收增强。这种效应也被应用于增强拉曼光谱信号的强度。本文研究了以Ag为外壳材料、Si为内核的核壳结构纳米颗粒粒子系的吸收特性。采用时域有限差分方法求解了颗粒随机分布粒子系的吸收率,分析了颗粒体积分数、内核外壳尺寸、椭球化等因素对粒子系吸收特性的影响以及对吸收峰的调控作用。

关键词： 全光谱太阳光   Ag2O纳米颗粒   Ag2O/Ag2S2O7   异质结   光催化  

摘要： Ag_2O是优良的感光材料,很少作为光催化材料,而常被用作光催化材料的共催化剂.此外,由于Ag_2O禁带宽度窄,且可有效吸收近红外光,因而不能用于全太阳光谱的光催化应用中.同时很少被用作NIR催化剂.本文中不仅研究了纳米Ag_2O颗粒的UV-Vis光催化性能,而且还系统探究了其NIR光催化活性.由于在紫外线和可见光的照射下,Ag_2O纳米颗粒易发生光还原失活,因而对Ag_2O表面硫化处理,使其表面上生长Ag_2S_2O_7层以形成Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结,探究了该异质结UV-Vis光催化活性及其光催化循环稳定性;同时,考察了其近红外光催化及其重复使用性能.利用沉淀法成功制备了Ag_2O纳米颗粒,并通过在其表面部分硫化处理得到Ag_2S_2O_7,成功构筑Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结构,并研究了该Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结构UV-Vis-NIR光催化降解有机污染物性能.研究表明,Ag_2O纳米颗粒在光子能量较低的NIR照射条件下具有较强的光催化活性,但UV-Vis照射下,虽然Ag_2O具有光催化活性,但易发生光还原生成单质银,降低其光催化稳定性;Ag_2S_2O_7/Ag_2O纳米异质结,虽然在UV-Vis-NIR范围内光催化活性略降于Ag_2O,但稳定性显著提高,总体来看,Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结构在全光谱催化方面更具优势.这主要是由于Ag_2O表面部分硫化得到的Ag_2S_2O_7纳米颗粒,且二者之间能带匹配促进了光生载流子分离,同时Ag_2O表面的Ag_2S_2O_7颗粒直接吸收能量较高的UV-Vis,进而保护内部Ag_2O,抑制了其自身还原,可显著提高Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结在UV-Vis-NIR催化活性及稳定性.实验结果分析表明,Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结纳米颗粒在UV-Vis-NIR条件下均具有稳定且高效的光催化活性,其主要原因为:(1)具有窄带隙的Ag_2O可有效拓宽该异质结的光谱吸收;(2)Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结能带匹配可有效促使光生载流子分离;(3)Ag_2O颗粒表面的Ag_2S_2O_7纳米颗粒可有效提高Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结纳米颗粒的光化学稳定性,尤其是在UV-Vis条件下的化学稳定性.Ag_2O纳米颗粒受到光照(UV-Vis-NIR)激发后产生电子-空穴对,由于Ag_2S_2O_7与Ag_2O能带位置的匹配,Ag_2O导带的光生电子注入Ag_2S_2O_7的导带;而Ag_2S_2O_7价带的光生空穴注入Ag_2O的价带.Ag_2O表面的Ag_2S_2O_7颗粒可有效捕捉电子,从而阻止Ag_2O产生的电子-空穴对复合,进而提高光催化活性;同时当光子能量较高(UV以及部分短波长的Vis)时,Ag_2O表面的Ag_2S_2O_7颗粒直接吸收该部分光能,进而保护内部Ag_2O发生自身还原,因此,Ag_2S_2O_7/Ag_2O异质结纳米颗粒在UV,Vis及NIR条件下均具有稳定且高效的光催化活性,在高效利用全光谱光催化降解有机污染物方面具有较大的潜力.

关键词： Ag纳米颗粒   玻碳电极   甲醛   电催化氧化  

摘要： 采用三乙醇胺化学还原制备Ag纳米颗粒,尺寸约为108±6 nm,将其修饰到玻碳电极上作为甲醛的电催化氧化电极。电化学研究结果发现,Ag纳米粒子可提高玻碳电极的电化学活性表面积,并改善对甲醛的电催化氧化作用。在碱性介质中,氧化峰电流与甲醛浓度呈良好的线性关系,检出限可达9.4×10^(-5) mol/L,且多次测量中甲醛氧化峰电流相对标准偏差仅为6.8%,显示出良好的稳定性和实用性。

关键词： 四氧化三铁   Ag复合   纳米粒子   吸附剂   固定床   脱汞  

摘要： 目前Fe_3O_4纳米颗粒由于其优秀的物理、化学性能及特有的磁性能,在吸附剂领域有着很好的应用前景。为此,使用共沉淀法制备Fe_3O_4纳米颗粒,以3-氨丙基三乙氧硅烷(APTES)为修饰剂,根据甲酸钠与乙酸银的特异性反应,制备出磁性Fe_3O_4-Ag复合纳米颗粒吸附剂。通过固定床吸附实验考察吸附剂对模拟烟气中汞的脱除能力,讨论其对汞的脱除机理。研究结果表明:磁性Fe_3O_4-Ag复合纳米颗粒吸附剂可脱除90%以上模拟烟气中的汞,且具有很好的抗酸性气体性能。包裹Ag提高了纳米颗粒的稳定性,提高了纳米颗粒的比表面积和总孔容积,且Ag可以与元素汞发生汞齐反应。温度的提高会抑制吸附剂对汞的吸附及汞齐反应的进行,降低吸附剂的脱汞能力。吸附剂对汞的脱除机理为物理吸附为主,且高温下被吸附的汞会从吸附剂中脱附。吸附剂还具有很好的再生性能,重复脱附吸附多次后仍保持很好的脱汞能力。

关键词： 氧化钛   有序多孔结构   Ag   表面增强拉曼光谱技术  

摘要： 用PS(聚苯乙烯)微球作为模板制备出TiO_2三维多孔有序结构(TiO_2-3DOM),在此基础上,着重探究了银纳米颗粒的引入方式对整个TiO_2三维多孔/Ag复合结构SERS性能的影响。研究表明,通过银镜反应得到的TiO_2三维多孔/Ag复合结构是一种灵敏性强的基底,对罗丹明(R6G)分子的检测极限可低至10-10mol/L。