【正文】 Rev Lett，1991，66(23) ：3052～3055．[31] Ball P，Li Garwin．Nature，1992，355：761．[32] 張立德，牟季美．物理，1992，21(3)：167． [33] Matthias Hanauer, Sebastien Pierrat. Separation of Nanoparticles by Gel Electrophoresis According to Size and Shape，2022，8：B[34] Matthias Hanauer, S. P., Inga Zins, Alexander Lotz, and Carsten So1nnichsen, Separation of Nanoparticles by Gel Electrophoresis According to Size and Shape. Nano Letters 2022, 7, (9), 28812885.[35] Isabelle Arnaud, . A., Christophe Roussel and Hubert H. Girault, Sizeselective separation of gold nanoparticles using isoelectric focusing electrophoresis (IEF). Chem. Commun. 2022, 787–788.[36] Karl M. Krueger, A. M. ., Joshua C. Falkner, and Vicki L. Colvin, Characterization of Nanocrystalline CdSe by Size Exclusion Chromatography. Anal. Chem. 2022, 77, 35113515.[37] James P. Novak, C. N., Stefan Franzen, and Daniel L. Feldheim, Purification of Molecularly Bridged Metal Nanoparticle Arrays by Centrifugation and Size Exclusion Chromatography. Anal. Chem. 2022, 73, 57585761.[38] Ariya Akthakul, A. I. H., Francesco Stellacci, and Anne M. Mayes, Size Fractionation of Metal Nanoparticles by Membrane Filtration. Advanced Materials 2022, 17, (5), 532535.[39] Scott F. Sweeney, G. H. W., and James E. Hutchison, Rapid Purification and Size Separation of 12Gold Nanoparticles via Diafiltration. J. Am. Chem. Soc. 2022, 128, 31903197.[40] Centrifugation in Density Press,ISBN[41] ,5,963967.[42] Sun X M，Li YD. Ga 2O3 and GaN Semiconductor Hollow Spheres ，43；38273831三、 研究計劃部分 論文選題的立論、目的和意義 納米材料因為其尺寸效應，使其物理化學性能與普通材料相比具有很大的差異，納米材料有著許多特殊性能，如都具有巨大表面化介面，由小尺寸所產(chǎn)生的量子尺寸效應，產(chǎn)生特殊的光、電、熱等方面的物理、化學特性。納米材料如此優(yōu)異的性能，都取決于他的尺寸，所以獲得尺寸均一的材料，對納米材料的應用和發(fā)展有著重大的意義。現(xiàn)有的納米材料合成方法雖然很多，有的甚至可合成尺寸均一的單分散的納米粒子，但是往往都是合成條件苛刻，對設備要求較高。因此，對溫和條件下合成的納米材料進行二次篩分，純化，使其具有均一的粒度及形狀，為進一步研究納米材料的性能提供基礎，也將更進一步闡明功能納米材料的尺寸于結(jié)構(gòu)依賴性，為新型光電材料、納米器件等領域提供豐富的材料基礎，是一項很有意義的工作。 密度梯度分離與色譜等分離方法比較，它是一種純液相的分離方法，避免了膠體顆粒與分離相的碰撞造成的損失及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的破壞，是一種很有潛力的分離方法，具有廣闊的應用前景和重大的科學意義。 本課題的主要研究內(nèi)容不同納米金屬材料的合成，以及同種金屬材料不同納米形貌的合成，如球形納米粒子，納米棒，納米管，納米片等等。然后對合成的混合物進行分離，使其具有單一的形貌。我們用的方法主要是密度梯度沉降法。由于形貌不同的物質(zhì)其在離心時的沉降速度不同，在密度梯度溶液中離心時，就會分離形成不同的分離帶。再把各個帶分開進行提純就可獲得純的納米金屬。對于納米顆粒要使其按粒度大小分開；對于納米棒、納米管，要使其按長度分開；對于混合物，則要按形狀分開。 研究方案 技術(shù)方案（技術(shù)路線、技術(shù)措施） ；篩選已有合成方法，嘗試新型結(jié)構(gòu)的納米金屬材料的制備。納米材料的制備技術(shù)已經(jīng)有了蓬勃的發(fā)展，所以我們可以向前人借鑒許多經(jīng)驗，合成納米材料就有了理論的指導。通過多次試驗，改變各個參數(shù)，如實驗溫度，時間，反應物配比等，來實現(xiàn)最優(yōu)化條件下納米材料的制備。然后，我們將合成的納米進行分離。方法主要是密度梯度離心法，與普通的離心沉降方法不同。普通的離心沉降是使物質(zhì)在單一相里進行沉降，而我們的方法是通過溶液由于濃度不同而引起密度差異，用不同濃度的溶液配成梯度溶液，然后進行離心沉降。由于溶液濃度引起的密度差異很小，所以配密度梯度柱有一定的技巧性。什么樣的溶液最適合做梯度溶液也是很關(guān)鍵的。密度梯度沉降是想通過納米顆粒的形貌不同而引起的密度差異，使不同形貌的納米在密度13梯度柱里有不同的沉降速度，從而使納米粒子分開。不同形貌的納米粒子要想使其密度有所差異就要使他形成穩(wěn)定的膠體溶液，由于外包水和層的影響而使它們有了密度差異，從而為分離做好準備。我們要做的是想辦法使納米粒子穩(wěn)定分散在水相中形成穩(wěn)定的膠體溶液，這就需要對納米表面進行修飾改性。進行分離時密度梯度柱的配比，離心沉降的時間，轉(zhuǎn)速，溫度的選擇，都對試驗結(jié)果有一定的影響，所以多次進行試驗，對比試驗結(jié)果是必需的。 實施方案所需要的條件L8M Ultracentrifuge 貝克曼儀器公司GL20GⅡ離心機 上海安亭儀器廠H800 型電子顯微鏡 日本島津公司TDZ5WS 型臺式低速自平衡離心機 長沙湘儀離心機儀器有限公司UV2501PC 型紫外可見分光光度計 日本島津公司XRD6000 型 X 射線粉末衍射儀 日本島津公司DHG9036A 型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海圣欣科學儀器有限公司KQ5200B 型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司DF101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 河南予華儀器有限公司HITACHI DGFU Hitachi, 擬解決的關(guān)鍵問題 納米金屬材料通過密度梯度沉降法的分離最重要的是要使納米材料形成穩(wěn)定的膠體溶液，主要辦法是通過對材料表面進行接支，使其在水相中形成穩(wěn)定的膠體溶液。 進行沉降時，密度梯度柱的選擇及沉降速度和時間的選擇。分離后，對分離結(jié)果的表征，需要對分離物的性質(zhì)有一定的了解。 本課題難點分析（1）納米金屬膠體溶液的制備技術(shù)還不夠完善，要制備具有一定穩(wěn)定性的膠體溶液還有一定困難。（2）膠體顆粒分離過程中可能會長大，和團聚。（3）膠體顆粒表面形成水化層后，密度未知，難以設定分離條件。（4）顆粒密度過大使密度梯度溶液制備成為不可能。（5）對于離心沉降的機理還不夠完善，對于一般的沉降理論，在納米體系中是否同樣適用，也存在一定問題。 預測的研究成果及創(chuàng)新點納米金屬的合成，分離得到單一線性或單一結(jié)構(gòu)的純納米材料，將此方法推廣到其他的納米材料領域。此外，還可將此法應用于分析領域，希望對納米材料結(jié)構(gòu)的分析檢測有更大的幫助。密度梯度離心引入納米領域，這在國內(nèi)外都是一個創(chuàng)新，是一種有潛力的研究方向。與其他分離方法比它有對產(chǎn)品無損傷，分離時間短，效果好等特點，有望成為一種理想的分離手段。 工作計劃進度及經(jīng)費預算142022 年 7～8 月：查文獻，合成納米金屬材料，主要是不同形貌的 Ag 納米材料的合成。2022 年 9 月 ：找到適合的條件，對合成物進行分離，分離結(jié)果進行表征。2022 年 9～12 月：前段試驗總結(jié)，整理數(shù)據(jù)，補充缺少數(shù)據(jù)。 2022 年 1 月～2022 年 5 月: 繼續(xù)試驗，進行重復性試驗，進行其他貴金屬納米材料，如 Au、 Pt、Pd 等的合成與分離。2022 年 6 月～2022 年 3 月：整理實驗數(shù)據(jù)，撰寫學位論文，準備答辯。15指導教師意見：指導教師簽名：年 月 日16審核小組意見：審核小組組長簽字：年 月 日研究生根據(jù)審核小組意見對開題報告的改進措施：年 月 日備注