纳米限域研究取得新进展

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皿睁旦岬ｇ譬三∞ＯＥ０＞０［Ｏ《科研进展，ｌｃ量子计算研究获重大突破中国科大微尺度物质科学国家实验室杜江峰研究组与香港中文大学刘仁保教授合作，通过电子自旋共振实验技术．在国际Ｅ首次通过固态体系实验实现了最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相十时间。

该成果发表于１０月２９日出版的Ｎａｔｕｒｅ上。

审稿人认为“该工作有效地保持了同态自旋比特的量子相十性。

对固态自旋量子计算的真正实现具有极其重要的意义”。

删期“新闻与展单”栏目还发表的评述文章指出：“量子系统不可避免的信息流失局限其现实的应用。

然而杜江峰与其同事的研究表明，通过精巧的脉冲控制，使得同态体系环境对电了量子比特的不利影响被降到最小，从而大大减少ｒ量子体系中量子信息的流失。

他们所使用的量子相干调控技术被证明是一种可以帮助人们理解并且有效对抗量子信息流失的一个重要资源，取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能．从而朝实现量子计算迈出了重要的一步。

”退相干对量子自旋霍尔效应的影响研究取得新进展物理所凝聚态理论与材料计算实验室研究员谢心澄、孙庆丰和博士生江华、成淑光在前期的工作基础上二．进一步研究了退相干对量子自旋霍尔效应的影响。

他们把退相干分成两类来考虑：一类是普通退相干，即载流子仅仅丢失位相记忆，但保留自旋记忆；另一类是自旋退相十。

即载流子既丢失位相记忆也丢失自旋记忆：普通退相干对量子自旋霍尔效应几乎没有影响，但自旋退相干急剧影响量子自旋霍尔效应。

破坏纵向电导的量子化。

他们还发现纵向电阻随样品长度线性增加而基本上不依赖于样品宽度的变化，这些特性也与实验结果很好符合。

另外，他们进一步引入一个新的物理量，即一个新的自旋霍尔电阻，并发现该自旋霍尔电阻也能表现出量子化平台的特性。

研究结果表明，该自旋霍尔电阻的量子化平台对两种类型的退相干都不敏感。

也就是说，该量子化平台在宏观样品中也能被观测到，所以它能伞面反应量子自旋霍尔效应的拓扑特性。

该工作发表在Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．上。

始 终 坚 持 抢 占 战 略 地 位 的
制 高 点
一
个崭 新 的１ —１ Ｏ ０ 纳米 的 世界 ， 提
供给人 类的是不 同于 以往任何 经验 的东 西。 它不 仅给 人类 带来一 场革 命 ， 还为 我们 带来 巨大 的机遇 和挑 战 。 诺 贝尔 奖 获得 者 罗雷 尔曾这样 说过 ７ Ｏ 年 代重 视 微 米技术 的 国家如 今都 成 为发达 国家 ．
具 有 自主 知识 产权 的 Ａｌ ２ ０３ 、Ｔｉ Ｏ２； ｆ
彼 得 堡 大 学
Ｋ ｒ ｉ ｖ ｏ ｖ ｉ ｃ ｈ ｅ ｖ等人
在 （ （ Ａｎ ｇ ｅ ｗａ ｎ ｄ ｔ ｅ
Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｅ ） ） 等 杂志 上发 表论 文 ， 指
现在重视纳米技术的国家很可能成为
２ １ 世纪 先进 的国家 。 面 对严 峻 的挑 战 和
张立德教授与固体所纳米小组成员在一起
４ ９
维普资讯
能 ＾ 关 注
制备 Ｚ ｎ Ｏ纳米 线
始 终坚持 走产学研 相结萑
阵列是 ” 最成
功 的 方 法 之
”
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的创新பைடு நூலகம்路
科 研 的最 终 目的是 为 了应 用 。 Ｉ
： 俄 罗斯 圣 此， 固体 所 在纳 米材 料和纳 米结 构 的王 论研 究取 得重 大突破 的同时 ， 始 终坚丰 产 学研 相结 合 ， 力求 以最快 的速 度将 ； 验 室 的成 果转化 到企 业 中去 ， 为社 会乍 造 巨大 的经 济效 益 。 １ ９ ９ ５ 年 纳 米项 目组 成 员创 建 了 科 院 固体所纳 米 材料应 用研 发 中心 ， Ｅ
分析 了纳米通道内单晶生长的规律 ， 系

纳米结构限域的配位不饱和金属原子是众多酶催化和均相催化反应的活性中心。

在负载型多相催化体系中，实现可控制备具有类似酶结构特征的高效、稳定的活性中心，对多相催化的发展具有十分重要意义，也是对催化基础理论研究的一个巨大挑战。

我所催化基础国家重点实验室纳米和界面研究组包信和、傅强和马丁，与理论催化研究组李微雪等研究人员合作，借助贵金属表面与单层氧化亚铁薄膜中铁原子的强相互作用所产生的界面限域效应，结合表面科学实验和密度泛函理论计算的研究结果，成功地构建了表面配位不饱和亚铁结构（Coordinatively Unsaturated Ferrous，CUF）。

这种界面限域的CUF中心与金属载体协同作用，在分子氧的低温活化过程显示出非常独特的催化活性，应用于富氢气氛下一氧化碳选择氧化（CO PROX），在质子膜燃料电池（PEMFC）实际工作条件下（80-100度，水蒸气和CO2存在），成功地实现了燃料氢气中微量CO的高效去除。

这一工作以研究报告(Report)形式发表在5月28日出版的《Science》杂志上(Science 2010, 328, 1141) ，美国《C&E News》和英国《Chemistry World》同时对这一工作进行了报道。

选择氧化是化工过程中非常重要的一类催化过程，在采用空气中氧气作氧化剂时，往往需要较高反应温度，才能使稳定的氧分子在催化剂作用下解离成具有高活性的原子氧物种。

但是，这种活性氧物种在高温下往往具有较差的选择性，在反应中不仅可以将反应物氧化成目标产物，而且还极易导致深度氧化，释放出大量的温室气体CO2，降低了资源的利用效率。

因此，设计和调控催化剂以实现温和条件下分子氧的高效活化，是对催化基础理论和催化剂创制的一大挑战。

我所催化基础国家重点实验室包信和院士领导的研究组，在理解和认识自然界中高效加氧酶作用原理的基础上，采用多种先进的表面和纳米实验研究手段，并与理论研究密切合作，经过八年多的艰苦努力，在贵金属铂表面创造性地构建了具有配位不饱和的亚铁纳米结构，成功地实现了室温条件下分子氧的高效活化，用于催化CO的低温脱除和甲醇的选择氧化等反应，取得了重要突破。

mof纳米限域催化
MOF纳米限域催化是指将纳米氧化物限域在金属有机框架（MOF）材料中，以实现高效催化过程。

这一技术的核心在于限域微环境对催化体系的物理和化学状态产生强烈的限制作用，从而可以有效调控催化性能。

长期以来，包信和院士团队一直在探索限域催化过程，并在一维碳管纳米反应器和两维层间纳米反应器中发现了这些限域微环境对催化反应的有效调控作用。

最近，剑桥大学的材料科学家利用无机化学中的普尔贝图，发展出了一个在纳米孔内合成客体材料的有效方法，实现了在MOF孔内填充氧化钌纳米结构。

利用这一材料，研究人员发现在零维纳米孔反应器中的限域效应可以弱化CO和O在氧化物表面上的吸附，使得该氧化物结构表现出独特的低温催化CO氧化性能，说明零维纳米空间中微环境限域可以弱化表面吸附并增强催化性能。

这一结果与一维和两维纳米空间中发现的限域催化效应一致。

MOF纳米限域催化为多相催化领域提供了一个新的研究方向，有望在化学工业和能源转换等领域得到广泛应用。

精心整理纳米载体的限域效应对催化性能影响机制的研究进展自上世纪末以来,纳米科学和技术有了长足的进展，其中纳米材料的一个重要特性是，将体系的尺寸减小到一个特定的范围(如1~100nm)时，在不添加任何其他组分的情况下，纳米体系的电子结构会发生变化。

量子力学已经证明，大量原子组成的固图1两种金属催化体系的结构示意图(A)传统的氧化物作为载体的金属催化体系(Oxidesupportedmetalsystem)和(B)过渡金属纳米氧化物倒载型催化体系(oxide-on-metalsystem)如图1所示为传统过渡金属氧化物作为载体的催化体系和过渡金属纳米氧化物倒载型催化体系的结构示意图。

纳米氧化物倒载型催化体系相比传统非均相催化剂，具有更多的TMO/Pt界面（如示意图B中氧化物边缘的黄色虚线所示）。

由于TMO与Pt的表面张力的不同，倒载型催化体系中氧化物（FeO）趋向于在Pt金属表面形成均有双层结构的层状纳米岛结构（由于Fe与Pt具有较强的作用力，双层结构底层与Pt金属结合的为Fe原子，上层为氧原子），而传统催化体系中的Pt金属易于在氧化物颗粒形成较大的颗粒状结构，如下图2所示。

基于上述的界面结构特点，倒载型催化体系具有更多的TMO/Pt界面，并且过渡金属中阳离子(Fe)与贵金属(Pt)间的之间可程造成了石墨结构中大π键的畸变，电子由碳纳米管的凹面向凸面转移，在碳纳米管内外形成一个表观电势差、导致碳纳米管呈现出有别于其他传统碳材料的独特的物理化学特性。

日本富山大学的NoritatsuTsubaki团队在碳纳米管负载铜纳米颗粒催化剂对乙酸甲酯加氢催化过程的研究中，发现了碳纳米管对铜纳米颗粒催化剂的限域效应[3]。

对碳纳米管外壁负载铜纳米颗粒和内壁负载铜纳米颗粒的催化效果进行了对比，由于内壁对于铜纳米颗粒的限域效应非常显着，发现内壁负载的催化剂催化效果明显优于外壁负载的催化剂。

这一限域效应主要表现在：碳纳米管内负载的铜纳米颗粒由于碳纳米管内部的空间限域作用，催化过程中的催化剂颗粒的团聚生长得到有效抑制，从而会防止铜催化剂失活的现象。

Abstract： Carbon nanotubes （ CNTs ） are considered to be a promising catalyst support and / or promoter due to their unique properties and special nanostructures． Many studies have shown the improved activity and / or product selectivity in catalytic reaction using CNTs as supports to disperse catalyst inside or outside of it． Especially， the welldefined nanochannels of CNTs draw more attention to investigate the confinement effect of the active phase on the catalytic activity and selectivity． In this minireview，the different strategies for the preparation of such confined nanocatalyst，and the changes of their redox property，phase transition，electronic property as well as the catalytic property that could be expected from the resultant confinement effects are presented，with the aim of highlighting their potential use in catalysis． Key words： carbon nanotubes，filling，confinement，catalytic application

电化 学 方 法 制 备 Ｃ Ｓ ｄ ｅ纳米 材 料 的研 究进展
王宏智 ， 李 剑 ， 杨金爽 ， 姚 素薇 ， 张卫 国
（ 天津大 学 化 工学 院 杉 山表 面技术 研究 室 ， 天津 ３０７ ） ０ ０ ２
摘要 ： 纳米 Ｃ Ｓ 为一种 重要 的半 导体纳 米材料 ， ｄｅ作 近年 来 引起 了人 们 的广泛 关由于其特殊 的物理和化学性
质， 如量 子尺寸效 应 、 电 限域 效应 和 表 面 效应 等 ， 介
ＣＳ ｄｅ纳米 材 料 作 为 一 种 典 型 的 Ⅱ－ Ⅳ族 纳 米 半 导
体， 由于其具有较大的激子 Ｂ ｈ 半径 （ Ｂｈ 理论 ｏｒ 在 ｏｒ 中， 原子处 于基 态 时 电子 绕 核运 行 所 作 的 圆轨 道 氢
热点 。
目前 ，ｄｅ 子点 （ ＣＳ量 由少量 的原 子所 构成 ， 个 三
ｄ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｒ ｔ ｉｍｅｅ ，ｕ ｉｏ ｍｉ ｙ，ａ ｄ ｐ ｉｔ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｉ ｓｏ ａ ｏ ａ ｔｃｅ ｒ ｌｏ ｄ ｆ ｒ ｎ ｃ ｏｄｉｇ ｙ Ｉ ｎ ｕｒ ｙ ｎ ｈ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆｎ ｎ ｐ ｒｉｌ ｓ ａ ｅ ａ ｓ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｃ ｒ ｎ ｌ ． ｎ ｔ ｔ ｉ ａ ｅ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ，ｔ ｅ ｅｅ ｔｏ ｈ ｍｉａ ｍｅｈ ｄ，ｅ ｌｙ ｄ ｉ ｔ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｆＣｄ ｅ ｎ ｎ ｍａ ｅ ｉｌ ， ｉ ｎｒ － ｈ ｌ ｃｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｔｏ ｍｐｏ ｅ ｎ ｈｅ ｐ ｅ ａ ａｉ ｎ ｏ Ｓ ａ ｏ ｔｒａ ｓ ｓ ｉ ｔｏ ｄ ｃ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｌｔｓ ｄ ａ ｃ ｓａ ｅ ｒ ｖｅ ｄ．Ａｌｏ，ｔ ｅ ｆ ｔ ｒ ｅ ｅｏ ｕｅ ｎ ｈ ａ ｅ ｔａ ｖ ｎ ｅ ｒ ｅ ｉｗｅ ． ｓ ｈ ｕ ｕ ｅ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｔｎ ｅ ｃ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｎ ｅ ｄ ｎ ｙ ｉ ｉｃ ｓｅ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ｅｅ ｔｏ ｈ ｍｉｔｙ ｍｅｈ ｄ；Ｃｄ ｅ；ｎ ｎ ｍａ ｅｉ ｌ ｌ ｃｒ ｃ ｅ ｓｒ ｔ ｏ Ｓ ａ ｏ ｔｒａ

的实 际应 用结 果 。
在这一高效的催化体系中，贵金属铂除了提供 Ｃ Ｏ吸附位之外，一个非常重要的作用就 是像生物酶中的蛋白配体一样， 通过与铁的强相互作用提供 了一种纳米界面限域机制 ， 稳定 了具有高活性的 Ｃ Ｆ结构，并在催化反应中实现了循环利用。依据这一概念，该实验室正 Ｕ 在进一步寻找合适的衬底材料 （ 如纳米结构碳材料、复合材料等 ） ，使其能发挥与贵金属铂 相似的功效， 从而实现重要催化体系， 特别是能源高效转化催化体系中贵金属的替代 。 同时， 由这 项研 究发展起 来 的 “ 界面 限域催 化 ”概 念 ，对 于更好地 认识和 理解 多相催 化 中金属和 氧 化物之间的 “ 强相互作用” ，创制新的纳米催化体系，提供了重要的理论基础和科学指导。 美国 《 ＆ＥＮ ｗ ￣和英国 ￣ ｈｍ ｓｙＷ＿ｌ》同时对这一工作进行了报道。评价该项 Ｃ ｅ ｓ Ｃ ｅ ｉｒ ｏ ｄ ｔ ｒ 研究工作是催化剂研究从模型研究，理论分析到实际应用的一个成功的范例。 变频感应差温淬火设备填补国内空白 中冶陕压重工热加工项 目重要设备——变频感应差温淬火设备经过半年多时间的安装、 调试，终于顺利完成支承辊的表面淬火工序。该设备是国内首台变频感应差温淬火设备，它
２１ 年 第 ９ ００ 期
半导体 电荷传输现象。研究人员认为，载流子以极化子形式在复合材料中进行传导。由于绝 缘基质极化率较低，极化子在半导体／ 绝缘体界面处传输时受到周围极化环境的影响较小， 有 助于 降低界 面处 的 电荷传 输活 化能 ，由此提 高了两相界面 处 的载流 子迁移率 。从此意 义上 讲 ，对 于两相 共混 体系 ，增 强 的体相 电荷传输 性质 需要满 足下列 ３个条 件 ：首先 ，鉴 于 电荷 主要在共混两相界面传输，绝缘聚合物的介电常数必须足够低才可能降低 电荷传输活化能， 从而有效提高半导体相 的载流子迁移率；其次，半导体／ 绝缘体两相相分离尺度需要足够小， 才能大幅提高两相接触界面；第三，要求半导体相要有较好的连续性，有利于减小电荷传输

mofs 纳米限域催化
MOFs（金属有机框架）是一类具有高度有序孔道结构的晶体材料，由金属离子和有机配体组成。

它们具有高度可调的孔径和表面积，因此被广泛用于催化领域。

纳米限域催化是指在纳米尺度下利用MOFs的孔道结构和表面活性位点来进行催化反应的过程。

从催化角度来看，MOFs的孔径大小和表面积可以提供理想的反应环境，有利于催化剂与反应物之间的相互作用。

此外，MOFs的结构可以被设计和调控，以实现特定催化反应的要求，例如选择性催化和催化剂稳定性等。

纳米尺度下的限域效应也可以提高催化活性和选择性，因为反应物分子在孔道内的扩散受到限制，从而促进了特定反应的进行。

此外，MOFs还可以通过调控孔道结构和表面功能基团来实现对反应物的吸附和分子识别，从而提高催化剂的选择性和特异性。

这种特性使得MOFs在催化领域中具有广泛的应用前景，例如在氧化、加氢、氢转移、氧还原等反应中发挥重要作用。

总的来说，MOFs纳米限域催化具有独特的优势，可以通过调控
孔道结构和表面性质来实现对催化反应的精准控制，因此在催化领域具有广阔的应用前景。

纳米技术在生物传感器中的新研究在当今科技飞速发展的时代，纳米技术犹如一颗璀璨的明星，在众多领域展现出了令人瞩目的潜力。

其中，纳米技术在生物传感器领域的应用更是引发了一场深刻的变革。

生物传感器作为一种能够感知生物体内外物质变化并将其转化为可测量信号的装置，对于疾病诊断、环境监测、食品安全等方面具有至关重要的意义。

而纳米技术的引入，为生物传感器的性能提升和功能拓展带来了全新的机遇。

纳米技术，顾名思义，是指在纳米尺度（1 100 纳米）上对物质进行研究和操纵的技术。

在这个尺度下，物质会展现出许多独特的物理、化学和生物学性质。

例如，纳米材料具有巨大的比表面积，能够提供更多的活性位点，从而增强与生物分子的相互作用；纳米粒子的量子限域效应使得其光学、电学等性能发生显著变化，为生物传感器的信号转换和检测提供了新的途径。

在生物传感器中，纳米材料被广泛用作传感元件。

其中，金纳米粒子、碳纳米管、量子点等是最为常见的纳米材料。

金纳米粒子具有良好的生物相容性、独特的光学性质和易于表面修饰等优点。

通过在金纳米粒子表面修饰特定的生物分子，如抗体、核酸等，可以实现对目标分析物的高特异性识别。

当目标分析物与修饰后的金纳米粒子结合时，会引起粒子的聚集或分散，从而导致溶液颜色的变化或光学信号的改变，实现对目标物的检测。

碳纳米管具有优异的电学性能和机械强度，其可以作为电极材料构建电化学生物传感器。

将生物分子固定在碳纳米管表面，能够有效地促进电子传递，提高传感器的灵敏度和响应速度。

此外，碳纳米管还可以用于构建场效应晶体管生物传感器，通过检测生物分子与碳纳米管之间的电荷转移来实现对目标物的检测。

量子点是一种尺寸在纳米级的半导体晶体，具有荧光强度高、稳定性好、发射光谱可调等优点。

将量子点与生物分子结合，可以构建荧光生物传感器。

在检测过程中，量子点的荧光强度或发射波长会随着目标分析物的浓度变化而发生改变，从而实现对目标物的定量检测。

除了作为传感元件，纳米技术还可以用于改进生物传感器的信号放大策略。

纳米限域增强吸附是一种新型的吸附技术，它利用纳米材料的特殊性质，对有害物质进行吸附和分离。

这种技术具有高效、低成本、可持续等优点，因此受到了广泛的关注和研究。

下面就来详细介绍一下纳米限域增强吸附的原理、应用和发展前景。

一、原理纳米限域增强吸附是通过纳米材料的高比表面积和特殊的表面性质来实现对有害物质的吸附和分离。

纳米材料的比表面积是普通材料的几十倍甚至几百倍，这意味着在同样体积下，纳米材料的吸附能力更强。

此外，纳米材料表面的晶格结构和化学性质也与普通材料不同，使得它们可以选择性地吸附某些物质。

在纳米限域增强吸附中，通常采用纳米孔道或纳米纤维等纳米材料作为吸附剂。

这些纳米材料可以通过模板法、溶胶凝胶法、电化学法等方法制备得到。

将这些纳米材料与目标物质接触，目标物质会被吸附在纳米材料表面或孔道中，从而实现分离和去除。

二、应用纳米限域增强吸附技术可以应用于许多领域，如环境保护、食品安全、医疗卫生等。

1. 环境保护纳米限域增强吸附技术可以应用于水处理、废气治理等环境保护领域。

例如，可以利用纳米孔道吸附剂对水中的重金属离子、有机污染物等进行去除。

此外，还可以利用纳米纤维吸附剂对空气中的有害气体进行治理。

2. 食品安全纳米限域增强吸附技术可以应用于食品安全领域，如检测食品中的农药残留、重金属等有害物质。

可利用纳米孔道吸附剂制备成纸条或试纸，进行快速检测。

3. 医疗卫生纳米限域增强吸附技术可以应用于医疗卫生领域，如药物的分离和纯化、血液净化等。

例如，利用纳米孔道吸附剂可以去除血液中的有害物质，如尿素、肌酐等。

三、发展前景纳米限域增强吸附技术具有广阔的应用前景，随着纳米材料制备技术和应用技术的不断发展，其应用范围也将不断扩大。

目前，国内外已有许多研究机构和企业在纳米限域增强吸附技术方面进行了深入研究和开发。

例如，我国科学院上海硅酸盐研究所研发了一种基于纳米孔道的水处理技术，可以高效地去除水中的重金属离子。

此外，美国的一家公司也成功研发出一种基于纳米纤维的空气净化技术。

半导体 纳米 晶的激 子玻尔半 径要大 得多 ，因此量 比之下 ，铜 的含 量十分 丰富 ，可 比铟 或者 银充足 一千 余倍 ， 米 晶相 比， 价格 也 要便 宜大概 １ ０倍 ，每千 克仅为 ９ 元 。 ０ 美 子 限域 效 应对 掺杂 半导 体 纳米 晶 发光性 能 的影 响变得 很显
目前威 利参 与创建的 “ 米熔 炉”公司 已开始制造可商 “ 人计 划 ” 纳 百 、福 建省 杰青 项 目等支 持下 ，中科 院福 建 物质
米 粒子
日本北陆尖端科学 技术大学 院大学 日前宣布 ，该 校研究
潜力 ，亦 能 帮助 科学 家 构建 可折 叠 的 电子产 品 并提升 太 阳 人员研制 出金银纳米粒子 ，它可用于制作 高灵敏度生物传感
能 电池 的性 能 ，目前 已进入 商业 制造 阶段 。 关研究 报告 发 器 ，以帮助 医生 检查患者 的血液 、尿液或者基 因诊断等 。 相
三 薄膜 。 由于铜纳 米线 经常聚集 在一 起 ，当时制 成的薄膜 性 径 差异 大 ，电荷 不匹配 ， 价稀 土离子 一般很难 以替代 晶格 但 能 还未 达 到实 际应 用 的标 准 ，而此 次 采用 的新 方法 则解 决 位 置的 形式掺入 半导体 （ Ｚ Ｏ和 Ｔｉ ）纳米 晶 中。目前 ， 如 ｎ Ｏ，
福建物构所稀土掺杂半导体纳米发光材
料研 究取 得新 进展
稀 土 离子和 半导 体纳 米 晶 （ 或量 子点 ）本 身都是 很好
今年， 第一 款屏幕 由银 纳米线 制成 的手机将 会 面市 。 银与 的发光 材 料 ，二者 的有 效 结合 能否 生 出新型 高 效发光 或激 但
铟 类似 ，仍 然十分 昂贵 ，每 千克 价格 可达 ｌ ０ ４ ０美元 。而相 光 器件 这 一 问题一 直受 到 国 内外学 者 的关注 。与绝缘 体纳

科 学实 验和 密度泛 理 论计算 的研 究结 果 ，成功 地 构 建 了表 面配位 不饱 和亚 铁结 构 （ Ｕ ） Ｃ Ｆ 。这种 界 面 限域 的 Ｃ Ｆ中心 与金 属载 体 协 同作用 ， 分子 氧 的 Ｕ 在 低 温 活化过 程显 示 ¨ 常 独特 的催化 活性 ，应用 于 乍 富氢气 氛下 一氧化 碳选 择氧 化 ， 室温 条件 下 ， 在 一氧 化 碳 的 转 化 率 和 氧 化 一 氧 化 碳 的 选 择 性 均 达 到 １０ ０ ％。研究 组 与新 源动 力股 份有 限公 司合 作 ， 将这
我 国在纳米 催 化研究 方 面取得 重要进 展 ，在材 料 构 建 和 催 化 一氧 化 碳 转 化效 率方 面 取得 重 大 突
破 。 一Ｔ 作 以研 究报 告（ ｅ ｏ１ 这 Ｒ ｐ ｒ 形式 发表 在 ５月 ２ ） ８ 口ｆ版 的￣ ｃｅｃ ） Ｈ Ｓ ｉ ｅ 杂志』 。 ｎ ） 二
一
工 艺 ” ２专 项）６ ／５３ ｌ 艺 ” 目， 科 技 部 、 （ ０ “ ５４ ／２ｎ ｌ ｌ 项 在
北京 市和上 海市 的支持 下 ，成 功研 发 ６ ｉ 产 品 ５ｌｌ ＇ ｌ ｌ
］ 艺 ， 项 技 术 指 标 均 达 到 罔 际 主 流 技 术 水 平 。 已 ＿ 各 现 进 入批量 生产 阶段 。
由中芯 国际集成 电路 制造 有 限公 司 承担 的 罔家 重 大科技 专项 “ 极大 规模 集成 电路制 造装 备及 成套
物 理研 究所 傅 强 、 丁 、 信 和 、 马 包 李微 雪 等研 究 人员 合作 ，借助 贵金 属表 面 与单 层 氧化亚 铁薄 膜 中铁原 子 的强 相互 作用所 产 生 的界面 限域效应 ，结合表 面
６ ｑＩ 品Ｔ 艺是 目前 全球集 成 电路 产业 中大 ５／ 产 ｌ Ｔ

纳米结构调控的光电器件研究进展光电器件是将光能转化为电能或将电能转化为光能的重要设备。

随着科技的发展，纳米结构调控在光电器件研究中扮演着越来越重要的角色。

纳米结构的引入可以调节光电器件的光电性能，提高其性能和效率。

本文将介绍纳米结构调控在光电器件研究中的进展和应用。

在过去的几十年中，纳米结构的研究和制备技术取得了巨大的进展。

纳米结构调控主要通过调控材料的结构和形貌来实现。

例如，利用纳米级颗粒、纳米线、纳米棒等纳米结构，在光电器件中可以实现光的限域、增光、散射等效应，提高器件的吸光能力和光电转换效率。

一种常见的纳米结构调控方法是表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）效应。

通过控制纳米结构的形状和尺寸，可以调节光在纳米结构表面上的等离子体共振效应，从而改变材料的吸收、散射和透射特性。

这种技术在太阳能电池、光传感和显示技术中有广泛的应用。

同时，纳米结构调控还可以通过改变材料的能带结构和能级分布来实现。

例如，利用纳米结构调控半导体材料的禁带宽度和带隙结构，可以实现光电器件的可见光响应、光催化和光探测等功能。

此外，通过调节纳米结构的尺寸和形状，可以实现光的量子限域效应，提高量子效率和光电转换效率。

另一种常见的纳米结构调控方法是表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering, SERS）。

通过在纳米结构表面引入等离子体共振效应，可以实现分子的增强拉曼散射效应，提高分子的探测灵敏度和光学信号强度。

这种技术在生物医学、环境监测和食品安全等领域具有广阔的应用前景。

除了以上的应用，纳米结构调控还可以用于提高光电器件的稳定性和耐久性。

通过在光电器件的界面区域引入纳米结构，可以增加界面的接触面积，提高电子传输效率和光电转换效率。

此外，纳米结构还可以抑制器件中的缺陷和能级分布，提高器件的稳定性和寿命。

纳米结构调控的研究不仅涉及到材料的制备和结构调控，还需要结合理论模拟和实验验证。

南京大学潘丙才教授团队在纳米限域调控污染物氧化路径方向取得新进展洪晚晚【期刊名称】《水处理技术》【年(卷),期】2024(50)5【摘要】近期,南京大学潘丙才教授团队在Nature Communications发表了题目为“Carbon redirection via tunable Fenton-like reactions under nanoconfinement toward sustainable water treatment”论文。

南京大学博士生高翔、杨志超副研究员为共同第一作者,潘丙才教授为通讯作者,新泽西理工学院张文教授为共同作者。

本研究得到了国家自然科学基金及江苏省自然科学青年基金的资助。

潘丙才教授团队将Mn_(3)O_(4)/PMS类芬顿体系限域在尺寸各异的无定形碳纳米管(ACNTs)中,研究了限域空间尺寸对污染物氧化路径的调变规律及相应机制。

研究发现,在开放体系中Mn_(3)O_(4)(~17 nm)活化PMS氧化苯酚、双酚A等芳香类污染物主要生成醌、酸及羰基化合物等降解产物。

在限域体系中,随着ACNTs的管径由120 nm降低至20 nm,降解产物比例降低,寡聚体产物比例显著提高,其中20 nm碳管限域类芬顿体系中寡聚体产率是开放体系的12倍。

【总页数】1页(P152-152)【作者】洪晚晚【作者单位】不详【正文语种】中文【中图分类】G64【相关文献】1.深圳国际研究生院张正华团队在膜孔内埃米尺度限域催化实现水净化方向取得新进展2.韦革宏教授团队在纳米材料调控根际土壤有机碳周转机制方面取得新进展3.南京大学潘丙才教授课题组在纺织废水处理过程中全氟和多氟烷基化合物迁移转化规律研究方面取得新进展4.潘丙才教授课题组在限域纳米铁氧化物结构演变与水处理应用方面取得新进展5.南京大学潘丙才教授团队在纳米限域激活酚类有机物寡聚路径实现污染物绿色低碳去除方面取得新进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米限域增强吸附引言：在过去几十年中，纳米材料的研究和应用取得了巨大的突破。

其中一项重要的研究领域是纳米材料在吸附过程中的应用。

纳米限域增强吸附是指利用纳米尺度孔隙结构来提高吸附能力的技术。

本文将重点介绍纳米限域增强吸附的原理、方法和应用。

一、纳米限域增强吸附的原理1.1 孔隙结构效应纳米材料具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，这些特性使其在吸附过程中表现出优异的性能。

纳米材料的大比表面积可以提供更多的吸附位点，增加吸附物与材料之间的接触面积，从而提高吸附效率。

此外，纳米材料中的孔隙结构可以提供更多的吸附空间，增加吸附物分子在材料内部的扩散路径，从而增强吸附能力。

1.2 表面活性位点效应纳米材料的表面具有较高的表面活性位点密度，这些位点对吸附物分子具有较强的亲和力。

例如，金属纳米颗粒表面的活性位点可以与吸附物分子形成化学键，从而增强吸附能力。

此外，纳米材料的表面活性位点还可以通过调节其化学组成和表面结构来优化吸附性能。

二、纳米限域增强吸附的方法2.1 纳米孔隙材料纳米孔隙材料是指具有纳米尺度孔隙结构的材料，如纳米孔碳材料、纳米孔膜等。

这些材料具有高度可控的孔隙结构和较大的比表面积，可以实现对吸附剂分子大小、形状和性质的选择性吸附。

此外，由于纳米孔隙材料具有较小的孔径和高度规则的孔道结构，可以限制吸附剂分子在孔道内的运动，从而增强吸附能力。

2.2 纳米复合材料纳米复合材料是指将纳米材料与其他材料结合形成的复合结构材料。

纳米材料可以作为填料或添加剂，与基础材料相互作用，形成具有优异吸附性能的纳米复合材料。

例如，将纳米颗粒添加到多孔材料中，可以增加材料的比表面积和孔隙结构，提高吸附能力。

三、纳米限域增强吸附的应用3.1 环境污染治理纳米限域增强吸附技术在环境污染治理中具有广阔的应用前景。

例如，利用纳米孔隙材料对水中的有机污染物进行吸附，可以高效地去除水中的有害物质。

此外，纳米复合材料可以用于汽车尾气中有毒气体吸附的处理，减少空气污染。