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基于氧化铝模板直接电沉积法镍纳米线的制备与表征

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中国有色金属学报 2007年第5期17卷 727-731页

作者：于美刘建华李松梅北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100083

在未氧化铝和氧化铝之间经过降压剪薄阻挡层直接进行电沉积,采用不同电压进行电沉积制备了镍纳米线,并采用SEM,TEM和X射线衍射对所制备的镍纳米线进行了表征,研究了电沉积电压对纳米线结构的影响。结果表明:镍纳米线的外形决定于氧化铝... 详细信息

在未氧化铝和氧化铝之间经过降压剪薄阻挡层直接进行电沉积,采用不同电压进行电沉积制备了镍纳米线,并采用SEM,TEM和X射线衍射对所制备的镍纳米线进行了表征,研究了电沉积电压对纳米线结构的影响。结果表明:镍纳米线的外形决定于氧化铝模板的形貌,其直径和最大长度分别依赖于模板孔洞的直径和长度,当电沉积电压为1,1.5和2V时制备的镍纳米线为多晶结构,随着电沉积电压的升高,镍纳米线为沿[220]择优取向的单晶结构(电沉积电压分别为3V和4V),当电沉积电压进一步升高时,择优取向由[220]转为[111]方向(电沉积电压5V)。

关键词：镍纳米线氧化铝模板电沉积晶体结构

原子级Pt团簇修饰的α相氢氧化镍纳米线作为高效析氢反应催化剂（英文）

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Science China Materials 2017年第11期60卷 1121-1128页

作者：杨红超汪昌红胡峰张叶俊卢欢王强斌 School of Nano Technology and Nano Bionics University of Science and Technology of ChinaSuzhou 215123China Key Laboratory of Nano-Bio Interface Division of Nanobiomedicine and i-LabSuzhou Institute of Nano-Tech and Nano-BionicsChinese Academy of SciencesSuzhou 215123China College of Materials Sciences and Opto-Electronic Technology University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

合成原子级别的催化剂是一项颇具前景但又充满挑战的课题.本文通过简单的室温反应成功制备了一种原子级别的Pt团簇修饰的多孔α相氢氧化镍纳米线(Pt_c/Ni(OH)_2)复合材料.所得到的Pt_c/Ni(OH)_2在碱性环境下表现出高效的电催化析氢反应... 详细信息

合成原子级别的催化剂是一项颇具前景但又充满挑战的课题.本文通过简单的室温反应成功制备了一种原子级别的Pt团簇修饰的多孔α相氢氧化镍纳米线(Pt_c/Ni(OH)_2)复合材料.所得到的Pt_c/Ni(OH)_2在碱性环境下表现出高效的电催化析氢反应性能.在氢气饱和的0.1 mol L^(-1)氢氧化钾溶液中,Pt_c/Ni(OH)_2的起始过电势很小,接近于0,当电流密度为10 mA cm^(-2)时,其过电势低至32 mV.此过电位低于同等条件下商业化20% Pt/C的过电势(58 mV).通过质量电流密度数据显示,在过电势为50 mV时,Pt_c/Ni(OH)_2的质量电流密度高达6.34 Amg_(Pt)^(-1),在同样的过电势条件下,这一电流是商业化Pt/C(0.223 Amg_(Pt)^(-1))的28倍,表明我们所制得的Pt_c/Ni(OH)_2在碱性环境下具有高效的电催化析氢反应性能.

关键词：氢氧化钾溶液镍纳米线原子级催化剂析氢反应修饰团簇 Ni(OH)2

磁性镍纳米线矫顽力随角度变化规律的微磁学模拟

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中国有色金属学报 2006年第8期16卷 1400-1404页

作者：张腊梅郭光华韩念梅中南大学物理科学与技术学院长沙410083

采用微磁学模拟的方法对不同直径有限长Ni纳米线的矫顽力随角度(外磁场与纳米线长轴之间的夹角)的变化关系Hc(θ)进行了研究。结果表明:矫顽力随角度的变化规律随着纳米线直径的增大而改变;当直径小于临界直径d0(39 nm)时,纳米线矫顽力... 详细信息

采用微磁学模拟的方法对不同直径有限长Ni纳米线的矫顽力随角度(外磁场与纳米线长轴之间的夹角)的变化关系Hc(θ)进行了研究。结果表明:矫顽力随角度的变化规律随着纳米线直径的增大而改变;当直径小于临界直径d0(39 nm)时,纳米线矫顽力随着角度的增大而单调减小;当直径大于临界直径d0时,矫顽力随角度的变化表现出较复杂的关系,出现零角度局域极大现象以及中间某一角度的极大现象。从反磁化机制的角度对矫顽力随角度的变化规律进行了解释。

关键词：镍纳米线微磁学矫顽力角度反磁化机制

直流电沉积法制备镍纳米线(阵列)及其磁性能研究

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功能材料 2008年第2期39卷 209-212页

作者：王孝广潘勇周兆锋王宝华彭冰川周益春湘潭大学低维材料及其应用技术教育部重点实验室

采用直流电化学沉积方法,在经过阶梯降压处理的多孔阳极氧化铝模板纳米级孔洞中,制备出直径约30nm,长度超过10μm的金属镍纳米线(阵列)。通过场发射扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射仪,振动样品磁强计对所制备的样品进行形貌、... 详细信息

采用直流电化学沉积方法,在经过阶梯降压处理的多孔阳极氧化铝模板纳米级孔洞中,制备出直径约30nm,长度超过10μm的金属镍纳米线(阵列)。通过场发射扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射仪,振动样品磁强计对所制备的样品进行形貌、结构及相关性能的表征和测试。结果表明所制备的镍纳米线排列规整,形态均匀,呈fcc结构,且沿[111]方向择优生长,易磁化方向沿纳米线长轴方向。

关键词：直流电沉积阶梯降压镍纳米线磁性能

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镍纳米线电极的交流阻抗研究

应用化学 2002年第4期19卷 313-316页

作者：孔景临薛宽宏何春建邵颖陈巧玲南京师范大学化学系南京210097

用交流阻抗法研究了一种新型电极——镍纳米线电极在碱性溶液中的电化学行为 ,给出了相应的等效电路和拟合结果 .实验结果表明 ,外加电位对电极表面化学反应速度和类型有显著影响 .在外加电位不高时 ,Ni( )氧化成 Ni( )的电化学过程随... 详细信息

用交流阻抗法研究了一种新型电极——镍纳米线电极在碱性溶液中的电化学行为 ,给出了相应的等效电路和拟合结果 .实验结果表明 ,外加电位对电极表面化学反应速度和类型有显著影响 .在外加电位不高时 ,Ni( )氧化成 Ni( )的电化学过程随着电位的升高而明显加速 ;当外加电位高于 0 .40 V以后 ,电极表面同时发生电化学析氧反应 .相同条件下。

关键词：镍纳米线电极交流阻抗二次电池镍氢电池电化学行为镍电极正极

镍纳米线的合成及其复合材料电磁屏蔽性能研究

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镍纳米线的合成及其复合材料电磁屏蔽性能研究

作者：余春叶中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

电子信息时代科学技术的迅猛发展,给人们生活和生产带来了重大变革,然而电子产品工作时所产生的大量电磁辐射,严重危害了人体健康和机械设备的正常运转,研究高性能的电磁屏蔽材料是解决该问题的关键。作为铁磁性材料,金属镍具有良好的... 详细信息

电子信息时代科学技术的迅猛发展,给人们生活和生产带来了重大变革,然而电子产品工作时所产生的大量电磁辐射,严重危害了人体健康和机械设备的正常运转,研究高性能的电磁屏蔽材料是解决该问题的关键。作为铁磁性材料,金属镍具有良好的导电、导热、机械性能和化学稳定性,是一种优异的电磁屏蔽材料。一维的镍纳米线(NiNWs)作为填料,复合材料中更容易形成导电网络,在较少的含量下就能获得良好的电磁屏蔽效能。本论文首先合成不同形貌和尺寸的NiNWs,然后以NiNWs和石墨烯为填料,制备不同结构的电磁屏蔽复合材料,并对复合材料的电磁屏蔽、磁性、导电和导热性能等进行研究。具体工作如下:1.首先采用两种不同的化学还原方法合成镍纳米线。通过改变聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的分子量和浓度,实现了NiNWs形貌和尺寸的可控制备,并对PVP控制下NiNWs的合成机理进行分析。有外加磁场无PVP时,分析对比不同反应参数对NiNWs形貌的影响,得到NiNWs制备的最佳工艺条件。2.以NiNWs和石墨烯(Graphene,GP)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物基体,制备了厚度为60μm的电磁屏蔽复合材料。随着NiNWs的增加,复合材料的电磁屏蔽、磁性、导电、导热性能等均不断提高,相同含量的NiNWs,NiNWs/GP/PVDF的电磁屏蔽、磁性、导电和导热性能要高于NiNWs/PVDF,并对复合材料电磁屏蔽机理进行分析对比。相比无磁场下合成的NiNWs,磁场控制合成的NiNWs所制备的复合材料具有更高的电磁屏蔽效能。当NiNWs含量为9 wt%时,NiNWs/GP/PVDF在8.2-12.5 GHz测试频率范围的屏蔽效能达68 d B。3.通过热压制备了三明治结构GP/NiNWs/GP的PVDF复合材料,并探究了复合材料结构对屏蔽性能的影响。与NiNWs/GP/PVDF复合材料相比,三明治结构更有利于电磁波的吸收,并对电磁屏蔽机理进行分析。当NiNWs含量为9 wt%时,三明治结构复合材料的屏蔽效能高达70 d B。研究结果表明:采用化学还原法成功地合成了不同形貌和尺寸的NiNWs,以NiNWs和GP为填料,制备的NiNWs/GP/PVDF、NiNWs/PVDF和三明治结构复合材料具有优异的电磁屏蔽性能、导电、导热、机械柔性和化学稳定性,因此在可穿戴柔性电子产品、医疗保健设备和电子安全领域等各种应用中具有很大潜力。

关键词：镍纳米线石墨烯聚偏氟乙烯复合材料电磁屏蔽

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镍纳米线基复合电极材料的超级电容性能研究

镍纳米线基复合电极材料的超级电容性能研究

作者：李朗湖北大学

学位级别：硕士

超级电容器因其功率密度高、充放电速度快、寿命长、使用安全等优点被认为是最有前景的储能器件之一。然而,超级电容器的能量密度相对二次电池低一个数量级,这一缺点限制了其在各种电子器件中的广泛应用。合理设计基于过渡金属化合物活... 详细信息

超级电容器因其功率密度高、充放电速度快、寿命长、使用安全等优点被认为是最有前景的储能器件之一。然而,超级电容器的能量密度相对二次电池低一个数量级,这一缺点限制了其在各种电子器件中的广泛应用。合理设计基于过渡金属化合物活性材料的高效新型电极结构是提高能量密度的有效方式。然而,基于高赝电容机理法拉第氧化还原反应伴随循环稳定性的损失是限制其广泛应用的一大难题。设计导电集电极负载高赝电容活性材料的复合电极是解决这一问题的有效途径。本论文构造出大比表面积镍纳米线（NiNW）负载Ni-Co氧化物/氢氧化物纳米阵列复合电极,并研究了该结构超长循环稳定性的储能机理。主要研究内容如下:1.采用温和的水浴法合成出镍纳米线（NiNW）,并研究了不同实验条件（反应温度、Ni2+浓度及溶液体积占比等）对NiNW尺寸的影响。结果表明溶液体积占比（溶液体积:容器容积）是控制NiNW不同尺寸的关键因素。同时还基于NiNW的制备方法构造出镍纳米线/泡沫镍（NiNW/NF）复合基底,结果表明不同形貌的镍钴化合物均能高度均匀且牢固的生长在NiNW上,证实了 NiNW/NF复合结构可以作为基底用于构造出高性能的三维（3D）分层核-壳结构。2.以上述NiNW/NF复合结构作为基底构造出3D分层的NiNW核@NiCo2O4壳/NF复合电极。通过控制退火条件,实现了 NiNW/NF复合结构表面介孔NiCo2O4纳米棒的形成。该结构表现出了高的比电容量（5mAcm-2时的比电容7.44Fcm-2）、良好的循环性能（1500循环后比容量保持74.08%）以及优异的倍率特性（100mAcm-2时比电容为6.55 F cm-2,是 5 mA Ccm-2 时的 88.04%）。3.以NiNW/NF复合结构作为基底构造出3D多层次镍纳米线@镍钴双氢氧化物/泡沫镍（NiNW@NiCo-DH/NF）复合电极。相比不含镍纳米线组分的NiCo-DH/NF,所获得的NiNW@NiCo-DH/NF复合电极的电化学性能明显改善,该复合电极表现出高面积比电容（5mAcm-2时达2.25 Fcm-2）、优秀的倍率特性（1.65 F cm-2 at 100 mAcm-2）和突出的循环稳定性（20000循环之后为初始值的151.2%）。对该复合电极超长循环寿命的储能机理的研究表明在充放电过程中镍纳米线表层形成高的赝电容NiOOH是长寿命的主要贡献。

关键词：超级电容器镍纳米线镍钴双金属氧化物镍钴双氢氧化物三维核-壳结构

镍纳米线和拉曼光谱联用研究细胞色素c介导的细胞凋亡

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镍纳米线和拉曼光谱联用研究细胞色素c介导的细胞凋亡

作者：张海静吉林大学

学位级别：硕士

细胞凋亡是当前生命科学的研究热点之一,对有关疾病产生细胞凋亡机制的深入了解有助于重大疾病的防治和治疗。细胞色素c(Cyt c)是一种血红素蛋白,在细胞凋亡过程中起着至关重要的作用。另一方面,近些年来表面增强拉曼光谱(SERS)在蛋白... 详细信息

细胞凋亡是当前生命科学的研究热点之一,对有关疾病产生细胞凋亡机制的深入了解有助于重大疾病的防治和治疗。细胞色素c(Cyt c)是一种血红素蛋白,在细胞凋亡过程中起着至关重要的作用。另一方面,近些年来表面增强拉曼光谱(SERS)在蛋白质检测领域显示出了巨大的应用潜力。本论文通过镍纳米线(Ni NWs)和拉曼光谱(共振拉曼和SERS)联用研究了氧化还原态依赖的Cyt c与心磷脂膜间的相互作用,并建立了非标记快速检测凋亡细胞的SERS方法。主要研究内容和成果包括:1.Ni NWs的合成及其对Cyt c的特异性还原作用(1)以水合肼还原法制备了不同粒径的Ni NWs,发现其对Cyt c的特异性还原的特性,并发现了此还原反应的粒径、温度和PH依赖性。(2)考察了Ni NWs对血红素蛋白还原作用的选择性,发现Ni NWs能够特异性还原Cyt c。反应过程中电子直接从Ni NWs传递给FeCyt c,并产生镍离子。2.Ni NWs和共振拉曼(RR)光谱联用研究Cyt c和心磷脂膜间的相互作用(1)利用了旋蒸法获得了CL和PC/PE/CL混合脂质体,利用RR光谱分别探究了FeCyt c、FeCyt c与类线粒体膜PC/PE/CL混合脂质体间的相互作用,发现心磷脂脂质膜和Cyt c间的相互作用是Cyt c氧化还原态依赖的。(2)利用紫外可见(UV-Vis)光谱考察了磷脂膜和Cyt c结合后诱导的过氧化物酶活性,发现FeCyt c-磷脂膜复合物的过氧化物酶活性明显高于FeCyt c-磷脂膜复合物,表明在细胞凋亡的启动阶段,FeCyt c可能比FeCyt c起了更重要的作用。3.Ni NWs和SERS联用检测凋亡线粒体Cyt c的释放(1)用放线菌素D诱导HeLa细胞凋亡,并提取线粒体。Ni NWs和RR拉曼光谱联用检测凋亡细胞线粒体释放的Cyt c,并利用750 cm-1处特征峰的相对强度变化建立了Cyt c氧化还原态含量的检测方法。(2)将银(Ag)纳米粒子引入检测体系,发现FeCyt c与Ag作用后转变成FeCyt c,释放的Cyt c总量可以利用SERS确定。通过银的拉曼信号增强作用,大大提高了最低检出浓度,从而建立了一种非标记快速直接检测凋亡细胞线粒体释放的Cyt c总量的SERS方法。

关键词：细胞色素c 镍纳米线拉曼光谱 SERS 细胞凋亡

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氧化铝模板中直流电沉积镍纳米线

应用化学 2006年第8期23卷 830-834页

作者：徐国荣任凤莲司士辉易清风中南大学化学化工学院长沙410083 湖南科技大学化学化工学院

提出了一种在多孔阳极氧化铝PAA（porous anodic alumina）模板中直流电沉积镍纳米线的新方法。以PAA模板为阴极，在氯化钾溶液中通过电解腐蚀阻挡层，利用极化曲线研究了PAA模板中氢离子和镍离子的电化学行为。用扫描电镜表征了PAA、... 详细信息

提出了一种在多孔阳极氧化铝PAA（porous anodic alumina）模板中直流电沉积镍纳米线的新方法。以PAA模板为阴极，在氯化钾溶液中通过电解腐蚀阻挡层，利用极化曲线研究了PAA模板中氢离子和镍离子的电化学行为。用扫描电镜表征了PAA、镍纳米线的形貌；用X射线衍射表征了纳米线的结构。结果表明。腐蚀阻挡层后的PAA伏安图上出现1个阳极氧化峰，镍离子在PAA模板中于-1．0V发生电沉积。扫描电镜显示镍纳米线直径为70～80nm，与PAA的孔径相符。XRD表征证明了所制得的纳米线阵列为（111）取向的面心立方结构镍。通过电解腐蚀阻挡层后，能够直接在PAA中使用直流电沉积镍纳米材料。

关键词：多孔阳极氧化铝模板镍纳米线电沉积