【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(jì)劃部分 論文選題的立論、目的和意義 納米材料因?yàn)槠涑叽缧?yīng)，使其物理化學(xué)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(yīng)，產(chǎn)生特殊的光、電、熱等方面的物理、化學(xué)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(duì)納米材料的應(yīng)用和發(fā)展有著重大的意義?，F(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(duì)設(shè)備要求較高。因此，對(duì)溫和條件下合成的納米材料進(jìn)行二次篩分，純化，使其具有均一的粒度及形狀，為進(jìn)一步研究納米材料的性能提供基礎(chǔ)，也將更進(jìn)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(lǐng)域提供豐富的材料基礎(chǔ)，是一項(xiàng)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(yīng)用前景和重大的科學(xué)意義。 本課題的主要研究?jī)?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(duì)合成的混合物進(jìn)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(shí)的沉降速度不同，在密度梯度溶液中離心時(shí)，就會(huì)分離形成不同的分離帶。再把各個(gè)帶分開(kāi)進(jìn)行提純就可獲得純的納米金屬。對(duì)于納米顆粒要使其按粒度大小分開(kāi)；對(duì)于納米棒、納米管，要使其按長(zhǎng)度分開(kāi)；對(duì)于混合物，則要按形狀分開(kāi)。 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(yàn)，合成納米材料就有了理論的指導(dǎo)。通過(guò)多次試驗(yàn)，改變各個(gè)參數(shù)，如實(shí)驗(yàn)溫度，時(shí)間，反應(yīng)物配比等，來(lái)實(shí)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(jìn)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(jìn)行沉降，而我們的方法是通過(guò)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(jìn)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(guò)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(kāi)。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(zhǔn)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(duì)納米表面進(jìn)行修飾改性。進(jìn)行分離時(shí)密度梯度柱的配比，離心沉降的時(shí)間，轉(zhuǎn)速，溫度的選擇，都對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有一定的影響，所以多次進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果是必需的。 實(shí)施方案所需要的條件L8M Ultracentrifuge 貝克曼儀器公司GL20GⅡ離心機(jī) 上海安亭儀器廠H800 型電子顯微鏡 日本島津公司TDZ5WS 型臺(tái)式低速自平衡離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司UV2501PC 型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 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(fēng)干燥箱 上海圣欣科學(xué)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(wèn)題 納米金屬材料通過(guò)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(guò)對(duì)材料表面進(jìn)行接支，使其在水相中形成穩(wěn)定的膠體溶液。 進(jìn)行沉降時(shí)，密度梯度柱的選擇及沉降速度和時(shí)間的選擇。分離后，對(duì)分離結(jié)果的表征，需要對(duì)分離物的性質(zhì)有一定的了解。 本課題難點(diǎn)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(guò)程中可能會(huì)長(zhǎng)大，和團(tuán)聚。（3）膠體顆粒表面形成水化層后，密度未知，難以設(shè)定分離條件。（4）顆粒密度過(guò)大使密度梯度溶液制備成為不可能。（5）對(duì)于離心沉降的機(jī)理還不夠完善，對(duì)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(wèn)題。 預(yù)測(cè)的研究成果及創(chuàng)新點(diǎn)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(lǐng)域。此外，還可將此法應(yīng)用于分析領(lǐng)域，希望對(duì)納米材料結(jié)構(gòu)的分析檢測(cè)有更大的幫助。密度梯度離心引入納米領(lǐng)域，這在國(guó)內(nèi)外都是一個(gè)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(duì)產(chǎn)品無(wú)損傷，分離時(shí)間短，效果好等特點(diǎn)，有望成為一種理想的分離手段。 工作計(jì)劃進(jìn)度及經(jīng)費(fèi)預(yù)算142022 年 7～8 月：查文獻(xiàn)，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(duì)合成物進(jìn)行分離，分離結(jié)果進(jìn)行表征。2022 年 9～12 月：前段試驗(yàn)總結(jié)，整理數(shù)據(jù)，補(bǔ)充缺少數(shù)據(jù)。 2022 年 1 月～2022 年 5 月: 繼續(xù)試驗(yàn)，進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)，進(jìn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫學(xué)位論文，準(zhǔn)備答辯。15指導(dǎo)教師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師簽名：年 月 日16審核小組意見(jiàn)：審核小組組長(zhǎng)簽字：年 月 日研究生根據(jù)審核小組意見(jiàn)對(duì)開(kāi)題報(bào)告的改進(jìn)措施：年 月 日備注