【摘 要】
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核壳结构纳米颗粒由不同化学成分的内核和壳层构成,为复合性能材料设计提供了一个理想平台。通过调节这种核壳纳米材料的结构以及各部分的成分,可以实现多功能特性的复合设计,甚至实现多功能耦合特性,在多功能器件领域具有重要应用前景。碳壳层具有成本低、化学性质好、生物相容性佳、光热性能稳定、光吸收能力强等优点;另一方面,贵金属纳米粒子(NMNPs)具有多种优良的物理性能,在等离子体光热、光催化以及增强上转换发
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核壳结构纳米颗粒由不同化学成分的内核和壳层构成,为复合性能材料设计提供了一个理想平台。通过调节这种核壳纳米材料的结构以及各部分的成分,可以实现多功能特性的复合设计,甚至实现多功能耦合特性,在多功能器件领域具有重要应用前景。碳壳层具有成本低、化学性质好、生物相容性佳、光热性能稳定、光吸收能力强等优点;另一方面,贵金属纳米粒子(NMNPs)具有多种优良的物理性能,在等离子体光热、光催化以及增强上转换发光等方面表现出显著优势。本文将金属纳米粒子独特的光学性质与碳壳层的相关特性相结合,展示了不同碳层厚度对银纳米粒子光热性能的影响以及其在海水淡化中的应用;其次,我们通过巧妙地与稀土上转换发光核壳纳米材料(UCNPs)的独特发光特性相结合,对银-碳纳米颗粒与上转换核壳纳米晶的复合结构在光催化水资源净化领域的相关应用做了较为系统的研究。主要的研究内容可分为如下四个方面:(1)碳球、核壳式银-碳纳米复合结构(Ag@C)的制备及其成分、结构、形貌的表征,并探讨该复合结构的成型机理。(2)直接观察碳球以及不同条件下合成的Ag@C核壳纳米颗粒的表面等离子体光热效应,分析碳壳层厚度、吸收特性等关键参数对隔热性能的影响。(3)Ag@C/AAO复合膜的制备及其光热效应、蒸发率和隔热效率的评估以及其在海水淡化中的应用。(4)Ag@C@Ag核壳壳复合纳米结构、稀土掺杂上转换核壳纳米结构以及Ag@C@Ag-UCNPs核壳复合结构的制备与表征以及水净化性能研究。
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