研究
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表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)是一种分子检测光谱技术,借助SERS基底,可对生物、化学等复杂体系中的痕量分子进行分析。其中静电纺纳米纤维SERS基底由于具有高比表面积、可透气透水、柔韧可折叠弯曲等特点,在复杂体系中提取、过滤、浓缩痕量分子等应用场景中,其表面结构具有其他刚性SERS基底不可比拟的优势。然而,静电纺纳米纤维SERS基底的发展却受到制备方法的限制,存在检测灵敏度较低、制备过程复杂等问题。因此,目前的研究工作主要集中在新型制备方法及工艺的开发。本文综述了静电纺纳米金银复合纤维SERS基底的几种常用制备方法,包括直接混合纺丝法、化学吸附法、静电吸附法、物理沉积法和原位化学还原法,并总结了静电纺纳米纤维SERS基底在复杂体系中提取、过滤、浓缩待测分子的应用,最后对静电纺纳米复合纤维SERS基底的发展进行了展望。...
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太阳能海水淡化是缓解世界淡水资源压力的有效方法之一,在传统太阳能海水淡化系统中,蒸馏效率低是限制其发展的主要因素。纳米材料具有独特的光学、热力学特性,能够吸收太阳辐射并将其转化为热能,被广泛用于太阳能蒸馏系统来增强光-热-汽转换率。近年来,受益于纳米流体及界面光热技术,太阳能蒸馏技术发展迅速。固态纳米颗粒的导热系数远大于液态基质,故以纳米流体代替传统流体作为传热工质用于太阳能蒸馏系统。近年的研究中,纳米流体用于被动、主动式蒸馏系统中均显示出较强的吸光集热性能,蒸馏产水量提高25%以上,最大提高约130%;纳米流体具有独立产蒸汽能力,在太阳光模拟器下,流体迅速升温并产生蒸汽,热利用效率高达73%,产水率相比纯水增加近50%。界面光热技术是指在界面材料作用下,纳米吸收体吸收太阳光作用于水与空气界面的薄层水分子,而不是整个待蒸发水体。可用来作为界面光热材料的主要有等离激元材料、独立纳米凝胶材料、金属或金属氧化物涂层的复合材料、碳基复合材料、聚离子液体衍生膜及部分可降解有机材料。在界面光热蒸馏系统中,因材料强吸光特性及多孔特性,显著提高界面热利用效率及蒸馏产水速率。其中碳基材料因制备成本低、容易改性、无毒等优势应用最为广泛,开发环保型支撑结构是美丽家园建设下界面蒸馏技术发展的重要研究课题。本文综述了近年纳米材料在太阳能蒸馏中的应用研究进展,分别归纳了纳米流体技术及界面光热技术用于太阳能蒸馏系统的主要研究成果,简要介绍了各种材料的工作原理及优劣势,并展望了其发展前景。...
碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs)具有优异的导电性能、导热性能和高的热稳定性。将具有独特催化性能、导电导热性能的金属纳米粒子(metal nanoparticles, M-NPs)负载至CNTs表面形成复合材料,可以广泛应用于催化和热管理领域。综述了国内外制备负载M-NPs的CNTs的研究现状,包括共价和非共价两种方式功能化CNTs再负载M-NPs和直接通过化学气相、物理和电化学沉积等方法将M-NPs负载至CNTs上。共价功能化的CNTs表面虽然可以将其他物质分子永久稳定地连接,但是sp2到sp3的杂化过程导致电子结构重组,改变了CNTs原有的电子离域,破坏了CNTs的热学、光学等本征特性,因此使用非共价改性的方法,不仅可以保持CNTs原有的结构和性能,而且不会破坏π共轭体系。M-NPs直接负载至CNTs表面的方法中绿色简便,可大规模推广制备的是混合加热法,不需要添加其他溶剂,也不需要任何精密仪器,就可以使金纳米粒子均匀密集高效地负载至CNTs表面生成复合材料。由此可见,更加绿色高效的M-NPs修饰的CNTs复合材料制备方法在能源、环境和热管理领域的应用前景越来越光明。...
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