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【學會優博】紀穆為:離子交換反應法調控制備金屬/半導體異質納米晶及光電性能研究

編輯: 研究生院 發布日期: 2019-02-27 瀏覽量:

  

 

一、博士學位論文主要內容及創新點

  

  獲獎學會:中國材料研究學會

  論文題目:離子交換反應法調控制備金屬/半導體異質納米晶及光電性能研究

  

  研究內容

 

  1)通過研究通過離子交換反應法制備得到的Au@CdS核殼納米晶在高壓條件下的固體相變過程,研究非外延生長的Au@CdS核殼納米晶中的單晶殼層穩定性以及高壓下的異質界面及金屬與半導體之間的異質接觸。

  2)利用離子交換反應原位轉化非外延生長的Au@CdS核殼納米晶,制備得到Au@Cu2-xS核殼結構納米晶并研究其在光熱轉換、光熱療方面的應用。

  3)研究離子交換反應的化學熱力學(配體的影響)和動力學(溫度)的調控對金屬/半導體異質納米結構的形貌、結構以及反應原理。

  4)擴展離子交換反應的使用范圍,通過陰離子交換反應和陽離子交換反應普適制備空心結構和yolk-shell結構納米晶。

  5)擴展離子反應到水相,利用硬酸-硬堿反應,研究離子氧化腐蝕對納米晶形貌的影響。利用水相離子氧化腐蝕剝離制備準單原子層的二維Bi2Te3單晶納米片,研究離子腐蝕對單晶納米片形貌調控及形成機理。

  

  創新成果

 

  1)針對高壓下大晶格失配下金屬@單晶半導體核殼結構的異質界面及相變問題,首次研究了通過非外延生長和離子交換反應法制備得到的具有單晶殼層結構的Au@CdS 金屬/半導體核殼納米晶的高壓相變,揭示了利用非外延生長和離子交換反應法得到的金屬/半導體核殼納米晶在高壓條件的相變過程及結構穩定性。

  2)使用離子交換反應原位轉換Au@CdS核殼納米晶CdS殼層,制備得到了具有單晶殼層的Au@Cu2-xS核殼納米晶,實現了兩種模式的SPR效應的耦合及在近紅外第一窗口和第二窗口光區的高效光熱轉換及光熱療殺死癌細胞應用。相關研究結果發表在Advanced Materials (2016, 28(16): 3094)上,受到國際同行及國內同行的多次正面引用。

  3)首次利用核磁共振技術研究了膦配體配位的離子交換反應在制備金屬@半導體異質納米晶方面的方法原理,并實現了其高效光催化應用。相關的結果發表在Angewandte Chemie International Edition(2015, 54, (12): 3683)以及Advanced Materials(2014, 26, 1387)上。

  4)拓展離子交換反應在半導體基納米晶調控中的應用,成功制備得到了半導體基空心結構、yolk-shell金屬/半導體異質納米晶和二維Bi2Te3單晶納米片(1.2 nm)。相關的結果發表在Nano Research.(2017, 10: 2977), Chemical Communications(2016, 52: 3426)上。

  

二、標志性成果

 

  學術論文

  

 1) Muwei Ji; Hongzhi Wang; Yu Gong; Haixia Cheng; Lirong Zheng; Xinyuan Li; Liu Huang; Jia Liu; Zhihua Nie; Qiaoshi Zeng; Meng Xu; Jiajia Liu; Xiaoxu Wang; Ping Qian; Caizhen Zhu; Jin Wang; Xiaodong Li; Jiatao Zhang*. The Journal of Physical Chemistry Letters. 2018, 9, 6544-6549.(SCI一區,IF="8.709)

 2) Muwei Ji; Xinyuan Li; Hongzhi Wang; Liu Huang; Meng Xu; Jiajia Liu; Jia Liu; Jin Wang; Jiatao Zhang. Nano Research 2017, 10, (9), 2977-2987. (SCI一區,IF= 7.994)

 3) Muwei Ji; Meng Xu; Wei Zhang; Zhenzhong Yang; Liu Huang; Jiajia Liu; Yong Zhang; Lin Gu; Youxing Yu; Weichang Hao; Pengfei An; Lirong Zheng; Hesun Zhu; Jiatao Zhang*. Advanced Materials, 2016, 28(16): 3094-3101. (SCI一區,IF="21.950)

 4) Muwei Ji; Meng Xu; Jun Zhang; Jiajia Liu; Jiatao Zhang*. Chemical Communications, 2016, 52, 3426-3429. (SCI一區,IF="6.290)

 5) Yao Hu; Muwei Ji; Yiqing He; Ziyi Liu; Qinghua Yang; Chaozheng Li; Jiajia Liu; Bo Li; Jiatao Zhang; Caizhen Zhu; Jin Wang*. Inorganic Chemistry Frontiers 2018, 5, (2), 425-431. (SCI一區,IF="5.106)

  

  獲獎情況

  

  2016.1 北京理工大學優秀博士學位論文

  

  授權專利

  

  張加濤; 紀穆為; 徐萌; 黃柳; 劉嘯. 一種Au@Cu2-δX納米晶體材料、其制備方法和應用.公開號:CN105268966A.

  張加濤;李欣遠;紀穆為;王虹智. 一種具有中空微反應腔結構的半導體基異質納米晶及其制備方法. 專利號:ZL 2016 1 1220809.0.

 

 

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