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纳米材料由于其特殊的光、电、磁性质,在光电器件、生物医学、能源环境等领域有很大的应用前景,近年来受到了广泛的关注。通过多年的研究探索,纳米材料在合成制备、结构表征及功能应用方面有了很大的发展。 本文以四氧化三铁及硒化镉纳米材料为研究对象,发展简单化、宏量化、绿色化和低成本化的制备方法,探究材料形成过程机理,明确材料结构和功能性质关系,旨在推进纳米材料的功能化应用。具体包括以下三方面内容: a.提出了以超顺磁性四氧化三铁纳米材料为基础的纳米免疫磁珠制备方法。首先通过高温热解法制备了聚丙烯酸稳定的四氧化三铁纳米粒子,所得材料粒径分布均一,结晶度高,磁响应性强,且在水中具有很好的分散稳定性;然后通过化学偶联法将特异性免疫活性物修饰于纳米粒子表面,成功制备了纳米免疫磁珠;食品中细菌检测应用结果表明,所制备免疫磁珠具有磁响应性强,特异性高,稳定性好,灵敏度高的优异特性。 b.利用胶体纳米粒子定向附着组装方法,实现了无催化剂及模板辅助条件下硒化镉量子线的制备。所得量子线具有明显的二维限域效应特征,且在两个维度上具有很好的尺寸单分散性。实验发现,油胺油酸的体积配比是纳米线形成的关键因素;硒化镉纳米团簇的形成和其在体系中的稳定性存在是纳米线形成的前提;纳米团簇通过定向附着接触组装,以及进一步的晶格间融合,最后生成硒化镉量子线。通过对反应过程中间产物的形貌、尺寸及光学性质的系统考察,提出了通过原位定向附着组装方法制备纳米线的方法。 c.利用原位生长方法,成功制备了CdSe-CdxZn1-xS异质结光化学功能催化剂材料,在可见光照射条件下,该材料在光解水制氢的催化反应中表现出高的催化活性和催化稳定性。材料的高催化活性首先源于其从紫外光波段区到近红外光波段强的光吸收特性;基于制备方法,该材料具有组分呈梯度分布的核壳结构,能带结构呈梯度过渡分布特性,促进了光生电子的有效传导,提高了光催化过程的量子效率;材料高的结晶性及合适的能带位置,加之催化剂胶体粒子在反应体系的分散稳定性,保证了材料在反应过程中稳定的催化功能。