纳米ZnO改性沥青分子动力学模拟研究

为揭示纳米ZnO改性剂对沥青物理性能改善的机理,采用分子动力学模拟技术对纳米ZnO改性沥青进行模 拟研究.借助沥青四组分代表性化合物,结合沥青的元素含量、四组分相对含量试验结果构建了沥青分子模型.根据纳米ZnO形貌特点,构建了不同粒径的纳米ZnO簇团模型及纳米ZnO/沥青共混体系模型.采用分子动力学方法计算了纳米ZnO与沥青分子间的相互作用,分析了纳米ZnO在沥青中的扩散性能,研究了纳米ZnO对沥青物理模量及沥青分子结构的影响,根据分子动力学模拟结果揭示了纳米ZnO改性沥青的改性机理.研究结果表明:模拟温度为150℃左右时,纳米ZnO/沥青共混体系的范德华相互作用和非键接相互作用达到最大值,体系结构最稳定;纳米ZnO颗粒增大了沥青体系的体积模量、剪切模量和弹性模量,改善了沥青的高温性能,从而提高了沥青的抗剪切能力;同时,纳米ZnO增大了沥青质与胶质体系分子间的芳环质心距离,减缓了强极性组分的堆积,加强了支链在分子间的延展性,增加了沥青结构的致密性,从而促使沥青具有更稳定的胶体结构、更好的物理性能.     

纳米ZnO改性沥青分子动力学模拟研究

为揭示纳米ZnO改性剂对沥青物理性能改善的机理,采用分子动力学模拟技术对纳米ZnO改性沥青进行模 拟研究.借助沥青四组分代表性化合物,结合沥青的元素含量、四组分相对含量试验结果构建了沥青分子模型.根据纳米ZnO形貌特点,构建了不同粒径的纳米ZnO簇团模型及纳米ZnO/沥青共混体系模型.采用分子动力学方法计算了纳米ZnO与沥青分子间的相互作用,分析了纳米ZnO在沥青中的扩散性能,研究了纳米ZnO对沥青物理模量及沥青分子结构的影响,根据分子动力学模拟结果揭示了纳米ZnO改性沥青的改性机理.研究结果表明:模拟温度为150℃左右时,纳米ZnO/沥青共混体系的范德华相互作用和非键接相互作用达到最大值,体系结构最稳定;纳米ZnO颗粒增大了沥青体系的体积模量、剪切模量和弹性模量,改善了沥青的高温性能,从而提高了沥青的抗剪切能力;同时,纳米ZnO增大了沥青质与胶质体系分子间的芳环质心距离,减缓了强极性组分的堆积,加强了支链在分子间的延展性,增加了沥青结构的致密性,从而促使沥青具有更稳定的胶体结构、更好的物理性能.     

ZnO纳米纤维的制备及其气敏特性研究

应用静电纺丝法制备了Zn（Ac）/PVP复合纳米纤维,经650℃煅烧后得到直径为95 nm的ZnO纳米纤维.分别采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对ZnO纳米纤维的表面形貌和晶体结构进行了表征.结果表明：ZnO纳米纤维由粒径约30～50nm的微粒组成,为粗糙多孔的网状结构.同时,研究了ZnO纳米纤维传感器的气敏特性.测试结果表明：该传感器在300℃时对低浓度（10 ppm）的乙醇具有高灵敏性和很好的选择性.另外,讨论了ZnO纳米纤维的气敏机制.     

离子交换法制备纳米ZnO及其光催化性能

以可再生201×7型阴离子交换树脂为构晶离子的供体,与一定浓度的ZnSO4溶液,在搅拌条件下反应一定时间,制备纳米ZnO,并利用扫描电镜、微机差热天平及紫外-可见分光光度计对产物进行了表征,同时考察了纳米ZnO的光催化性.结果表明,离子交换法制备的纳米ZnO对有机物、有色废水等具有很强的光催化性.     

温度对ZnO纳米结构表面形貌和光学特性的影响

利用电子束反应蒸发(REBE)技术、多晶ZnO(纯度99.99%)陶瓷靶为原料、在NH3/H2混合气(NH3的体积比2.7 1%)环境下生长了ZnO纳米结构材料,研究了衬底温度对所获得ZnO纳米结构材料在表面形貌、结晶质量、Raman散射及荧光特性等方面的影响。结果表明较高的生长温度(～500℃)有利于获得ZnO纳米针/纳米柱,而在相对衬底温度(～400℃)较低时容易得到具有花状形貌的ZnO纳米结构。     

纳米材料改性沥青研究进展

介绍了纳米材料改性沥青的研究进展。主要介绍了纳米改性沥青的制备,纳米材料在沥青改性中的应用,包括添加纳米粒子,如纳米黏土、纳米管和纳米二氧化硅等对沥青及沥青混合料性能的影响。同时,介绍了纳米改性沥青的微观研究方法。     

纳米ZnO的一步法制备及其光催化性能

以乙酸锌[Zn(CH_3COO)_2·2H_2O]为前驱体,在不同温度下,采用一步热解法合成纳米氧化锌(ZnO),并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等进行表征.以亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)等为模拟污染物,以考察ZnO的紫外光催化性能.结果表明:制备温度对纳米ZnO光催化性能影响显著,550℃热解温度下制备的纳米ZnO光催化活性最佳,光照40 min后,三种模拟污染物降解率均能达到100%.     

不同微观形貌铁酸锰纳米材料的制备及表征

利用非表面活性剂水热法、醋酸铵溶剂热法和共沉淀法制备了不同微观形貌铁酸锰纳米材料,并进行了扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅立叶红外光谱（FTIR）等的形貌和结构的表征.结果表明：非表面活性剂水热法和醋酸铵溶剂热法所制备的产品均为结晶良好的尖晶石型铁酸锰纳米材料,具有金属-氧键的红外特征峰,其微观形貌前者为棒形与块状混合,后者为纳米球.共沉淀法所制备的铁酸锰微观形貌为颗粒状,低浓度OH-（[OH-] =0.5M、1.0M）的反应条件有利于尖晶石型铁酸锰纳米晶的生成.     

EMCD和ALCHEMI研究单个DMS纳米结构的铁磁性内禀属性

项目类型：面上项目 项目编号：50902014 项目摘要：传统方法不能同时进行单个稀磁半导体（DMS）纳米结构磁性质测量和二次相判定，无法直接确定铁磁性是否为其内禀属性。本项目利用通道增强微分析（ALCHEMI）和电子磁手性二色性谱（EMCD），研究单个ZnO基稀磁半导体纳米材料的铁磁性内禀属性问题。确定掺杂离子在ZnO基体中的掺杂位置；在透射电镜下选择特殊的散射条件，构造出与X射线极化光一左旋光和右旋光等价的电子束，研究掺杂离子能量损失边的二向色性；原位加移磁场，研究二向色性谱的变化；结合同时得到的单个纳米结构的微观结构，区分磁性的类型并确定铁磁性是否是材料的内禀属性。     

前驱物尺寸和形貌对纳米ZnO的影响

以Zn(NO3)2和CO(NH2)2为主要原料，用均匀沉淀法制备了不同粒径的纳米ZnO．通过控制沉淀反应的工艺参数，可得到不同尺寸的条状和片状前驱物；再通过调控焙烧条件，可得到不同尺寸的球状、网状和棒状纳米ZnO．用TEM及XRD等方法对前驱物及纳米产物进行表征和研究，结果表明，纳米ZnO的形貌和尺寸在很大程度上取决于前驱物的形貌和尺寸．     

Microwave hydrothermal synthesis and characterization of ZnO nanostructures in aqueous solution

ZnO nanostructures were prepared in aqueous solution by microwave hydrothermal synthesis. Xray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) were used to characterize ZnO nanostructures (ZNs). The effects of pH, reaction temperature and reaction time on yield of ZnO were investigated. The yield of ZnO increased significantly with the increase of pH value, reaction temperature and reaction time. High yield and well crystallinity of ZNs could be obtained at 120°C for 60min by microwave hydrothermal synthesis. The spherical and rugby-like ZNs were obtained at 120°C without triethanolamine (TEA) and with TEA (mass ratio, $r = m_{Zn^{2 + } }$ : m _TEA = 1: 1), respectively. The concentration of Zn(OH) ₄ ^?2 ions in the reaction solution and TEA had an important effect on the nucleation and morphology of ZnO nanostructures. Mechanism for the formation of ZnO nanostructures was proposed.     

ZnO薄膜的溶胶—凝胶法制备及其光学性质研究

采用溶胶—凝胶法分别在透明玻璃和Si衬底上制备出了ZnO薄膜。分别采用X射线衍射仪(XRD)、能量分散谱仪(EDS)、紫外可见分光光度计和荧光光谱仪对所制样品进行测试,研究了样品的结构特性、成分和光学特性。X射线衍射结果表明,所制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构;ZnO薄膜的EDS能谱图表明薄膜包含O元素和Zn元素;透射光谱表明ZnO薄膜质量高,在可见光范围内具有较高的透射率,平均透射率在85%以上;吸收光谱表明在带隙处存在吸收边;从PL光谱观察到了显著的紫外发射峰。     

Mg掺杂的ZnO薄膜的带隙宽化

用溶胶-凝胶法分别在硅片和玻璃衬底上生长出了纯的和Mg掺杂的ZnO薄膜。通过对Mg掺杂的ZnO薄膜进行元素成分分析,证明Mg元素成功地掺入到ZnO晶格中。通过透射光谱,得到了其带隙能量,且大小随着掺杂浓度的增加而线性增大。在同样掺杂浓度下,从光致发光光谱得到的带隙能量略大于通过透射光谱计算的结果,但是两者的增长率非常接近。     

纳米氧化锌对大鼠肝及肝癌细胞的毒性效应

目的研究氧化锌纳米颗粒引致大鼠肝细胞(BRL-3A)和大鼠肝癌细胞(CBRH-7919)毒性的潜在机制。方法不同浓度(0.1～100mg/L)的氧化锌纳米颗粒与细胞相互作用不同时间(12～48h)后,检测细胞的生存率及细胞生成的活性氧(ROS)和谷胱甘肽(GSH)浓度的变化。结果氧化锌纳米颗粒以浓度依赖模式及时间依赖模式诱导细胞毒性,且大鼠肝癌细胞对氧化锌纳米颗粒的耐受性好于正常大鼠肝细胞;ROS的浓度变化与GSH浓度变化的关系及其与细胞生存率变化的关系都呈负相关,即氧化锌纳米颗粒诱导的细胞毒性是通过氧化应激产生作用的。结论本研究揭示了纳米颗粒诱导的细胞毒性在不同种类的细胞间存在差异,这一结果有利于准确评估纳米材料对生物机体的整体毒性效应,并为应用纳米材料科学、合理地治疗肿瘤提供了依据。     

脉冲激光沉积 ZnO 薄膜的微结构及发光性能

用波长为1064nm的Nd—YAG激光器，在氧的活性气氛中，通过激光烧蚀Zn靶在Si（111）衬底上获得ZnO薄膜．用电子显微镜（XRD和FESEM）表征ZnO薄膜的结构和表面形貌，用光致发光谱表征光学性质．实验中观察到紫外光发射和深能级的黄绿光发射．紫外光发射是ZnO薄膜的固有性质，深能级光发射是由于存在氧反位缺陷（OZn）．紫外光发射和深能级光发射的强度依赖于薄膜的表面粗糙度．表面粗糙度在nm级范围内的ZnO薄膜可以获得高强度的紫外光．     

超重力场中超细ZnO的合成及己酸修饰

超细ZnO具有广泛的工业用途,表面修饰可提高其分散性和功能化.试验中采用超重力-离子交换耦合体系,以硝酸锌为原料,强酸性阳离子交换纤维为交换介质,简单、高效的合成超细ZnO粉体;利用离子交换纤维对己酸修饰剂的活化吸附作用,实现ZnO在合成的过程中的同步表面修饰.通过SEM、XRD、IR等表征结果的分析,证明在合成的过程中进行己酸修饰,不但极大的降低产物的粒径、提高产品纯度,还制得花状结构的ZnO.     

Preparation of Polysulfonamide/ZnO Nanocomposite by In-Situ Polymerization

Polysulfonamide/zinc oxide(PSA/ZnO) nanocomposite films with w(ZnO)=0.5% were prepared by in-situ polymerization based on 4,4′-diaminodiphenylsulfone and terephthaloyl chloride in the common solvent N,N-Dimethylacetamide(DMAc). Atomic force microscopy (AFM) was employed to observe the microstructure of the composite film. The thermal property was investigated by TGA and mechanical property was characterized by DXLL-1000 electromechanical material testing machine. The results showed that the breaking strength of the film containing 0.5% ZnO was great enhanced. The average size of ZnO particles was below 100 nm. The introduction of ZnO as nano filler in PSA react as UV shield effect and make the composite mechanical property improved.     

Study of graphene doped zinc oxide nanocomposite as transparent conducting oxide electrodes for solar cell applications

The graphite oxide(GO) was prepared based on the modified Hummers method, then reacted with zinc acetate aqueous, sodium hydroxide aqueous and hydrazine hydrate, and was doped into ZnO eventually to form graphene doped ZnO, an alternative transparent conducting oxide(TCO) for solar cell applications. The samples were characterized by Raman spectrometer, X-ray diffractometer, Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscope, and compared with widely used aluminum doped ZnO(AZO) in resistivity and transmissivity. The results show that the transmissivity of graphene doped ZnO reaches the same level as that of AZO in visible light band. In ultraviolet light wave band, the transmissivity of graphene doped ZnO reaches as high as 50%, exceeding that of AZO which is only 20%. The resistivity of optimized graphene doped ZnO is1.03 × 10-5Ω· m, approaching AZO resistivity which is about 10-4—10-6Ω· m. As a result, graphene doped ZnO may have potential applications in the area of TCO due to its low cost and high performance.     

生长时间对水热微乳液法制备氧化锌晶须形貌的影响

采用水热微乳液法制备了纳米级尺寸的四针氧化锌晶须,利用热重及X射线衍射对产物结构进行了分析,着重探讨了生长时间对晶须尺寸和形貌的影响.在较短的生长时间下,产物主体结构为四针状氧化锌晶须,随着生长时间的增加,花状晶须含量逐渐增多,并且晶须出现了二次生长,针体上富集了大量微细晶须.