模板法构筑微/纳复合材料及其性能研究
发布时间：2023-04-03 21:21
模板法是一种制备具有独特结构、形态和性质的微/纳结构材料的通用方法,其所构筑的材料已被广泛应用于催化、传感、纳米生物技术和表面增强拉散射(SERS)等领域。然而,目前所报道的模板法普遍存在工艺复杂、成本高、模板利用率低等缺陷,并且所构筑的材料结构组成单一,在很大程度上限制了其应用范围。本论文采用胶体晶体和胶体球为模板,通过简单的物理与化学方法成功构筑了多种微/纳结构复合材料,并对其光学、催化等性能进行了详细的研究。本文旨在解决目前模板法普遍存在的问题,发展一种基于胶体模板构筑微/纳复合材料的简单有效方法。本论文主要工作:(1)发展了一种以单层聚苯乙烯(PS)微球为模板,可控制备平方厘米级的铜(Cu)纳米颗粒有序阵列的方法;该阵列作为一种廉价的SERS基底,具有制备工艺简单、阵列结构参数高度可调等特点;以4-巯基苯硫酚(4-ATP)为目标分子,系统地研究了 Cu纳米颗粒有序阵列的SERS性能;研究发现,该阵列的SERS性能随着周期的增加而逐渐降低,其检测的4-ATP溶液浓度最低可低至10-7M。(2)基于Cu纳米颗粒有序阵列,成功构筑了对4-硝基苯酚(4-NP)和亚甲基蓝(MB)优异催化...
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 模板法制备微/纳材料
1.2.1 单个胶体颗粒表面包覆
1.2.2 胶体阵列模板表面包覆
1.2.3 颗粒中的孔道复制
1.3 微/纳结构材料的应用
1.3.1 催化
1.3.2 表面增强拉曼
1.3.3 生物-化学传感器
1.3.4 储能
1.4 本论文研究问题的提出、研究内容及意义
参考文献
第二章 Cu纳米颗粒有序阵列及其SERS效应
2.1 引言
2.2 构筑策略与实验
2.2.1 原料和试剂
2.2.2 Cu纳米颗粒阵列的制备
2.2.3 表征方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 胶体晶体的形貌
2.3.2 Cu纳米颗粒阵列
2.3.3 Cu纳米颗粒阵列周期、尺寸的调控
2.3.4 Cu纳米颗粒阵列对4-ATP的检测
2.4 本章小结
参考文献
第三章 Cu@rGO阵列的制备及其催化性能的研究
3.1 引言
3.2 构筑策略与实验
3.2.1 材料和试剂
3.2.2 Cu@rGO阵列的制备
3.2.3 表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 Cu@rGO阵列的表征
3.3.2 对4-NP的催化活性的研究
3.3.3 周期与尺寸对催化4-NP影响
3.3.4 对MB的催化活性的研究
3.4 本章小结
参考文献
第四章 Au@MOFs纳米颗粒阵列及双通道传感器应用
4.1 引言
4.2 构筑策略及实验
4.2.1 原料和试剂
4.2.2 Au@MIL-100( Fe)阵列的制备
4.2.3 表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 PBA修饰的Au@MIL-100( Fe)样品的特征
4.3.2 PVP对MOFs壳层生长的影响
4.3.3 不同浓度葡萄糖下的光学响应
4.3.4 壳层厚度对光学灵敏度的影响
4.3.5 选择性的研究
4.3.6 光学灵敏度的原因
4.4 本章小结
参考文献
第五章 C复合Co/Co3O4空心球作为析氧反应催化剂
5.1 引言
5.2 制备策略与实验
5.2.1 原料和试剂
5.2.2 C复合Co/Co3O4分级微/纳空心球的制备
5.2.3 电化学表征
5.2.4 样品表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 PS微球与PS@Co(OH)2球表征
5.3.2 C复合Co/Co3O4空心球的表征
5.3.3 析氧反应的测试
5.3.4 探讨PS@Co(OH)2形成过程
5.3.5 Co3O4空心球电催化性能研究
5.3.6 C复合Co/Co3O4实心颗粒的电催化性能研究
5.4 本章小结
参考文献
第六章 纳米颗粒@ZIF-67的普适制备方法
6.1 引言
6.2 构筑策略与实验
6.2.1 材料和试剂
6.2.2 功能纳米材料的制备
6.2.3 功能纳米材料@ZIF-67的制备
6.2.4 Au@ZIF-67纳米颗粒阵列用于SERS检测
6.2.5 表征方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 功能纳米材料@ZIF-67的表征
6.3.2 有机溶剂分子的检测
6.4 本章小结
参考文献
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 存在的不足之处
7.3 本论文的创新点
7.4 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3781169
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 模板法制备微/纳材料
1.2.1 单个胶体颗粒表面包覆
1.2.2 胶体阵列模板表面包覆
1.2.3 颗粒中的孔道复制
1.3 微/纳结构材料的应用
1.3.1 催化
1.3.2 表面增强拉曼
1.3.3 生物-化学传感器
1.3.4 储能
1.4 本论文研究问题的提出、研究内容及意义
参考文献
第二章 Cu纳米颗粒有序阵列及其SERS效应
2.1 引言
2.2 构筑策略与实验
2.2.1 原料和试剂
2.2.2 Cu纳米颗粒阵列的制备
2.2.3 表征方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 胶体晶体的形貌
2.3.2 Cu纳米颗粒阵列
2.3.3 Cu纳米颗粒阵列周期、尺寸的调控
2.3.4 Cu纳米颗粒阵列对4-ATP的检测
2.4 本章小结
参考文献
第三章 Cu@rGO阵列的制备及其催化性能的研究
3.1 引言
3.2 构筑策略与实验
3.2.1 材料和试剂
3.2.2 Cu@rGO阵列的制备
3.2.3 表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 Cu@rGO阵列的表征
3.3.2 对4-NP的催化活性的研究
3.3.3 周期与尺寸对催化4-NP影响
3.3.4 对MB的催化活性的研究
3.4 本章小结
参考文献
第四章 Au@MOFs纳米颗粒阵列及双通道传感器应用
4.1 引言
4.2 构筑策略及实验
4.2.1 原料和试剂
4.2.2 Au@MIL-100( Fe)阵列的制备
4.2.3 表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 PBA修饰的Au@MIL-100( Fe)样品的特征
4.3.2 PVP对MOFs壳层生长的影响
4.3.3 不同浓度葡萄糖下的光学响应
4.3.4 壳层厚度对光学灵敏度的影响
4.3.5 选择性的研究
4.3.6 光学灵敏度的原因
4.4 本章小结
参考文献
第五章 C复合Co/Co3O4空心球作为析氧反应催化剂
5.1 引言
5.2 制备策略与实验
5.2.1 原料和试剂
5.2.2 C复合Co/Co3O4分级微/纳空心球的制备
5.2.3 电化学表征
5.2.4 样品表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 PS微球与PS@Co(OH)2球表征
5.3.2 C复合Co/Co3O4空心球的表征
5.3.3 析氧反应的测试
5.3.4 探讨PS@Co(OH)2形成过程
5.3.5 Co3O4空心球电催化性能研究
5.3.6 C复合Co/Co3O4实心颗粒的电催化性能研究
5.4 本章小结
参考文献
第六章 纳米颗粒@ZIF-67的普适制备方法
6.1 引言
6.2 构筑策略与实验
6.2.1 材料和试剂
6.2.2 功能纳米材料的制备
6.2.3 功能纳米材料@ZIF-67的制备
6.2.4 Au@ZIF-67纳米颗粒阵列用于SERS检测
6.2.5 表征方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 功能纳米材料@ZIF-67的表征
6.3.2 有机溶剂分子的检测
6.4 本章小结
参考文献
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 存在的不足之处
7.3 本论文的创新点
7.4 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3781169
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