徐国园
,
李爱香
,
陈复强
,
李秋红
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.12.006
近年来，金属纳米粒子，尤其是金、银和铜，由于独特的热学、光学和电学性质及在纳米电子、纳米光学、信息存储、催化、生物和生物医学方面的潜在应用吸引了重大的研究兴趣。目前，聚合物包覆金属纳米复合粒子的研究得到广泛关注。一方面可以保持金属纳米粒子的特殊性质和功能，另一方面聚合物作为壳层材料可以增强纳米粒子的长期稳定性，调控纳米粒子的溶解性，提高纳米粒子与聚合物基体的相容性和可加工性等。本文综述了聚合物包覆金属纳米粒子的制备研究进展，主要包括乳液聚合法、沉淀聚合法、原位聚合法、配体交换法、壳交联法等，提出和分析了每种方法的优缺点，并对该材料的发展做了展望。聚合物包覆金属纳米粒子的工业化应用仍然是一个重要的挑战，有待进一步发展更适合工业化生产的方法。
关键词:
聚合物
,
金属纳米粒子
,
包覆
,
乳液聚合法
,
沉淀聚合法
,
原位聚合法
,
配体交换法
,
壳交联法
刘爽
,
李勇
,
申文杰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60932-9
尺寸在1–10 nm的金属纳米催化剂广泛地应用于石油化工,精细化学品合成,能源与环境保护等领域。大量研究表明,金属纳米粒子的催化性能与其微观结构,即尺寸、形貌和晶相等密切相关。近年来,对金属纳米粒子的尺寸和形貌效应已经有了较为系统深入的研究,但对晶相效应的研究则较少涉及。这主要是由于介稳晶相的金属纳米粒子在合成过程中或反应条件下极易转化为热力学稳定的晶相结构。根据金属原子密堆积形式,金属纳米粒子的晶相结构主要有立方面心(fcc)、立方体心(bcc)和六方密堆积(hcp)三种晶相；而金属合金由于d带电子存在着多种杂化方式,因而其晶相结构呈现出多样性且与单一金属有很大的不同。金属和合金纳米粒子晶相结构的调控,不仅会改变金属原子的配位环境,调控了其电子分布状态,还可影响反应物和产物的吸附、活化和脱附,进而调变催化性能。首先,我们简要总结了液相合成和固相转变调控金属纳米粒子晶相的原理和方法。纳米粒子的液相合成一般包括前驱体还原成核和晶核生长两个阶段,通过对液相合成条件的优化,尤其是表面活性剂的选择,可有效调控合成过程中的热力学和动力学因素,从而实现金属晶相的可控合成。固相转变则主要是对具有一定晶相结构的纳米粒子于一定气氛和温度条件下进行加热处理,利用金属粒子与活性气体之间(H2, CO等)的化学作用来实现晶相转变。利用上述方法,可以合成出fcc-Co、fcc-Ru、L10-AuCu等热力学介稳的金属或合金纳米粒子。在此基础之上,我们分别以Co纳米粒子(fcc和hcp晶相)催化FT合成, Fe模型催化剂(fcc和bcc晶相)活化N2和CO, Ru纳米粒子(fcc和hcp晶相)催化CO氧化和氨硼烷水解制氢, Pd纳米粒子(PdHx物种)催化加氢等为例分析了晶相对金属纳米粒子催化性能的影响；在合金催化剂方面,以Pt3Co(无序的fcc和有序的L12), AuPdCo(P3–m、Fm3–m和R3–m混合晶相)和FePt纳米粒子(fcc和fct相)催化O2电化学还原、PtRhSn (碲铂矿晶相和fcc晶相)和ZrPt3纳米粒子(hcp和fcc晶相)催化乙醇电氧化、Ag3In合金(无序的Fm3–m相和有序的Pm3–m晶相)催化对硝基苯酚加氢、PdRu纳米粒子(fcc和hcp混合晶相)催化CO氧化等为例分析了合金催化剂的晶相对催化性能的影响。上述研究进展表明,金属纳米粒子的晶相也是影响制备剂高效金属催化剂的主要因素。最后,我们结合纳米催化的发展现状,提出了金属纳米粒子的晶相调控在纳米催化和纳米材料领域可能的发展态势。第一,通过对金属纳米粒子溶液相合成机理的深入研究,有助于发展出尺寸、形貌和晶相同时可控的新合成方法。第二,金属纳米粒子在晶相转化过程中往往伴随着烧结及组分的偏析等难题。利用氧化物包覆的核壳型或蛋壳型纳米结构以及碳纳米管的空间限域效应,或许有助于解决上述难题。第三,具有亚稳晶相结构的金属纳米粒子在反应条件下极易转变为热力学稳定的结构,因此,利用原位、动态、实时的表征技术对催化剂在真实工作状态下的微观结构进行细致的分析是阐明晶相效应的前提。
关键词:
金属纳米粒子
,
纳米合金
,
晶相结构
,
纳米催化剂
,
构效关系
李贵安
,
叶录元
,
朱庭良
,
马少华
,
张玉荣
,
邓仲勋
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.02.008
为实现短波长光存储材料,提出一种基于金属纳米粒子与染料共掺杂的复合材料制备新方法.采用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对所制备的复合薄膜进行表征.实验发现,与未掺杂银的薄膜相比,掺杂银的复合薄膜中甲基橙的吸收蓝移了6nm.提出并利用超分子结构模型分析了该吸收蓝移的机理.研究结果显示,本研究所提出的这种新的材料制备方法具有制备吸收波长在400～500nm,且可望与GaN激光器在光存储技术中匹配的能力.
关键词:
金属纳米粒子
,
偶氮染料
,
包覆共掺杂
,
吸收移动
,
纳米复合
秦连杰
,
王卓
,
贾玉光
,
徐惠忠
,
王广东
功能材料
制备了不同氧分压比的AgOx薄膜,对其进行了原子力(AFM)形貌观察,发现分压比0.4时,薄膜的粗糙度最小,均匀性也最好.光谱性质表明:随着分压比的增加,存在着金属向半导体的转变;经过热处理后的共振吸收峰和扫描电(SEM)表明了金属银粒子的析出.不同激光功率下的烧蚀实验表明:在激光照射下存在着两记录(烧蚀)形态,一种是银粒子散布在其间的气泡型;另一种是形成中间烧蚀孔,银粒子在孔附近密集的破裂气泡型.
关键词:
氧化银薄膜
,
激光烧蚀
,
半导体
,
金属纳米粒子
张太蔚
,
张露
,
杨生春
,
杨志懋
,
丁秉钧
稀有金属材料与工程
纳米金属颗粒由于小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应显示出与块体材料不同的热、光、电、磁、催化等性能.纳米金属材料的性能不仅与粒子尺寸有关,而且还受到粒子形貌的影响.近年来,金属纳米粒子的形状控制合成受到了特别的关注.本文着重评述近年来金属纳米粒子形状控制合成的方法并以银为例介绍了其形状控制合成的最新研究进展.
关键词:
金属纳米粒子
,
形状控制
,
银纳米粒子
张维
,
王家君
,
林晨光
,
崔舜
材料导报
碳纳米管作为金属纳米粒子的载体材料,用于催化荆、纳米电子学、光学、纳米生物技术等领域.但碳纳米管与金属之间表面张力的差异显著,不利于金属纳米粒子附着.通过碳纳米管表面改性,利用功能基团可实现较好的异质连接.分析了碳纳米管与金属纳米粒子之间的异质连接及其在功能材料中的应用研究状况,探讨了解决碳纳米管/金属复合材料界面结合问题的各种方法,展望了异质连接技术的发展趋势.
关键词:
碳纳米管
,
金属纳米粒子
,
异质连接
