按理說(shuō)八月應(yīng)該是接著做催化電極或是電池材料的，但畢竟實(shí)驗(yàn)室不能白用“新老板”的儀器。這不，活來(lái)了......19年剛畢業(yè)的一位本科生本來(lái)是想用他自己的課題發(fā)文章的，結(jié)果材料的形貌沒(méi)有調(diào)控好到位，文章變成了自己的畢設(shè)（我可不想也讓我的氧化銅變成我的畢設(shè)TAT）。雖說(shuō)材料也具備一定的性能，但如果再經(jīng)調(diào)控實(shí)現(xiàn)了理想的形貌，那性能必能再上升一個(gè)等級(jí)。而我要做的就是調(diào)控出完美的形貌，然后順利地拿到我這個(gè)月的工資（嘿嘿嘿！）。

這哥們的畢設(shè)試驗(yàn)方案和反應(yīng)的前體制作主要依靠的是這兩篇文獻(xiàn)

兩篇文獻(xiàn)都是用塊狀MOF作為反應(yīng)前體，通過(guò)加熱金屬-六胺骨架生成的氣體，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)千層面狀的MOF進(jìn)行自上而下的熱剝離，最終實(shí)現(xiàn)2D富氮碳基納米材料的簡(jiǎn)易快速制作。大致的實(shí)驗(yàn)方案就是將硝酸鋅和各種摩爾比的烏洛托品溶解在乙醇溶液中。然后將硝酸鋅的溶液滴加到烏洛托品溶液中，立即產(chǎn)生白色沉淀，表明形成Zn-烏洛托品納米片。再通過(guò)離心獲得Zn-烏洛托品納米片并用醇洗滌數(shù)次以除去未反應(yīng)的物質(zhì)，然后將樣品在80℃下在烘箱中干燥過(guò)夜。最后，將Zn-HMT納米片在Ar氣氛中以5℃min?-1的加熱速率在800℃下直接碳化2小時(shí)，最終生成產(chǎn)物。

在合成MOF的過(guò)程中，通過(guò)加入硝酸鋅來(lái)作為金屬原子的來(lái)源。在隨后的熱分解過(guò)程中，配位的硝酸鋅受熱分解成氧化鋅，氧化鋅隨后被還原，再在高溫下受熱升華，從而脫離體系。在原二維材料中就在材料內(nèi)部留下了多孔的結(jié)構(gòu)。

而這位本科生的畢設(shè)是想通過(guò)摻入碳納米管在不影響前體來(lái)完成對(duì)這些二維多孔結(jié)構(gòu)的串聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易的富集作用。對(duì)學(xué)長(zhǎng)的試驗(yàn)方案稍作整理：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/h1>

探究在NPCNs-MWCNTs制備過(guò)程中，多壁碳納米管添加量對(duì)NPCNs-MWCNT形貌的影響。

所需藥品：

六水合硝酸鋅、PVP、烏洛托品、無(wú)水乙醇、多壁碳納米管、濃硝酸

所需儀器;

滴管、100ml燒杯*1、50ml燒杯*1、50ml量筒、分析天平、超聲、油浴鍋、磁力攪拌器、三頸燒瓶、馬弗爐、培養(yǎng)皿、抽濾裝置

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.多壁碳納米管的表面活化

在濃硝酸中放入多壁碳納米管超聲處理1h，再置于油浴鍋中攪拌加熱24h。過(guò)濾出懸浮物，再用去離子水洗滌至pH呈中性，放于真空干燥箱中干燥。

2.Zn-HMT/MWCNTs合成

稱(chēng)量“M”g（后面會(huì)給出具體數(shù)值）碳納米管于燒杯中（記為1號(hào)燒杯），量取50mL無(wú)水乙醇加入。再稱(chēng)量 1.0000g HMT 配體，加入該燒杯，超聲處理使白色晶體全部溶解。最后加入40mg左右的PVP，再經(jīng)過(guò)超聲處理至黑色團(tuán)聚物分散開(kāi)。

稱(chēng)量2.125g Zn(NO3)2·6H2O加入另一燒杯中（記為 2 號(hào)燒杯），量取 30mL 無(wú)水乙醇加入該燒杯，超聲處理至晶體全部溶解，并用膠頭滴管攪拌溶液使結(jié)晶水分散均勻。用膠頭滴管將 2 號(hào)燒杯中的溶液逐滴滴入1號(hào)燒杯。滴完后靜置2h。

給濾口裝上濾膜，滴上無(wú)水乙醇，組裝好抽濾裝置，把混合所得濁液倒入進(jìn)行抽濾，用無(wú)水乙醇洗滌兩次。抽濾結(jié)束，將所得固體轉(zhuǎn)移到干凈的培養(yǎng)皿中。把培養(yǎng)皿放進(jìn)真空干燥箱里干燥一整夜。

3.NPCNs-MWCNTs的合成

將上述干燥所得樣品取出，稱(chēng)量 200mg放入瓷舟，置于馬弗爐中。先利用交替抽真空和通入氬氣的方式清洗爐管，經(jīng)過(guò) 5 個(gè)循環(huán)后通入氬氣。設(shè)定熱解參數(shù)，升溫速率為 5℃/min，目標(biāo)的溫度為 800℃，保溫時(shí)間為 2 小時(shí)。

在理想條件下合成出來(lái)的形貌應(yīng)該是下圖中的a、b狀，能清晰地看出材料所呈現(xiàn)出來(lái)的片狀以及材料所具有的二維結(jié)構(gòu)。

而學(xué)長(zhǎng)按照實(shí)驗(yàn)方案所合成出來(lái)的材料卻稍稍微顯球狀，在同等放大倍數(shù)地條件下不管是片層還是二維結(jié)構(gòu)都非常模糊。雖然仔細(xì)看的話(huà)，能想象出片狀的二維結(jié)構(gòu)，但總覺(jué)得不如上面的來(lái)得更有說(shuō)服力。

再分析試驗(yàn)方案，發(fā)現(xiàn)與原實(shí)驗(yàn)組相比，學(xué)長(zhǎng)的方法多加入了PVP來(lái)作為表面活性劑。在畢設(shè)論文中，學(xué)長(zhǎng)對(duì)添加PVP的原因做出了解釋?zhuān)?/p>

因?yàn)樗玫奶技{米管經(jīng)過(guò)干燥后又會(huì)團(tuán)聚在一起，因此加入 40mg 左右的聚乙烯吡咯烷酮（PVP），再經(jīng)過(guò)超聲處理至黑色團(tuán)聚物分散開(kāi)。?

但是在今天下午檢驗(yàn)藥品純度的時(shí)候，用了李亞師兄的多壁碳納米管。他的多壁碳納米管是在2016年制取的，在檢驗(yàn)納米管是否酸化到位的生活，師兄直接將納米管至于純水中超聲，沒(méi)有添加任何表面活性劑，也只超聲了數(shù)十秒，最后的多壁碳納米管也均勻地分散在了純水體系當(dāng)中。而PVP在其中起到的是表面活性劑的作用，在之前合成帶狀纖維一維氧化銅的時(shí)候簡(jiǎn)單了解過(guò)CTAB對(duì)于氧化銅的合成所起到的影響（突然想起來(lái)這個(gè)的“下篇”的大坑還沒(méi)有填......隨緣吧，暫時(shí)不管了）

CTAB是在不同濃度下親水基和疏水基相互堆積從而形成不同的形貌，再通過(guò)對(duì)相關(guān)反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行吸附，從而控制著產(chǎn)物形貌。簡(jiǎn)單整理下思路：碳納米管不溶于水，僅僅只是因?yàn)槌暤淖饔枚鴷簳r(shí)均勻分散在了水體系中，之后就像泡奶茶一樣，讓奶和茶自然混合（這樣的比喻應(yīng)該恰當(dāng)吧......）。按照猜測(cè)，不會(huì)干擾物質(zhì)形貌的形成；添加PVP的作用也僅僅是希望碳納米管能更加均勻地分散在水體系中，而經(jīng)由超聲的碳納米管已經(jīng)能做到完美地分布在水體系中，所以PVP表面活性劑的加入是否是形貌失敗的原因？學(xué)長(zhǎng)畢業(yè)走了人，也不知道他有沒(méi)有調(diào)研過(guò)相應(yīng)的文獻(xiàn)來(lái)匯總PVP作為表面活性劑時(shí)所起到的作用，也不知道有沒(méi)有做過(guò)空白對(duì)照組來(lái)驗(yàn)證在不添加碳納米管而只添加PVP時(shí)材料的形貌。啥都沒(méi)有，這不就觸及到我的知識(shí)盲點(diǎn)了嘛。

剛剛在調(diào)研文獻(xiàn)的時(shí)候突然間發(fā)現(xiàn)，關(guān)于PVP在納米粒子合成中的作用，搜到了一篇綜述。讓我們忘掉之前看過(guò)的一切，來(lái)看這一篇綜述吧！嘿嘿，開(kāi)心！（看到這雜志，突然想起上次OER機(jī)理的專(zhuān)欄還沒(méi)有寫(xiě)完......算了，隨緣不管了~~）

和之前的一樣，先列一篇文獻(xiàn)的總綱：

一、簡(jiǎn)介

二、PVP合成金屬納米顆粒

1. PVP制納米銀

2. PVP制納米金

3. 使用PVP來(lái)制作鉑族和錸金屬的納米顆粒

4. 雙金屬納米結(jié)構(gòu)

5. PVP用于相轉(zhuǎn)移和納米顆粒的影響

6. PVP對(duì)納米顆粒的催化和SERS活性的影響

7. PVP對(duì)電性能的影響

8. PVP和金屬納米顆粒合成的總結(jié)

三、PVP合成金屬氧化物納米顆粒

1. 氧化鐵和鐵氧體

2. 其他過(guò)渡金屬和主族金屬氧化物

3. 稀土氧化物

四、具有PVP的金屬硫族元素納米結(jié)構(gòu)

1. 金屬硫化物
   

2. M-Se納米結(jié)構(gòu)

3. 金屬碲化物

五、其他材料類(lèi)

六、總結(jié)和展望

下面來(lái)?yè)熘锩娴膬?nèi)容細(xì)說(shuō)下。

一、簡(jiǎn)介:

PVP can serve as a surface stabilizer, growth modifier, nanoparticle dispersant, and reducing Agent. As shown with examples, its role depends on the synthetic conditions. This dependence arises from the amphiphilic nature of PVP along with the molecular weight of the selected PVP. These characteristics can affect nanoparticle growth and morphology by providing solubility in diverse solvents, selective surface stabilization, and even access to kinetically controlled growth conditions.?

簡(jiǎn)介中簡(jiǎn)要列舉了PVP在合成過(guò)程中所起到的作用，在所選PVP的分子量不同的情況下,因?yàn)镻VP親水的吡咯烷酮部分和疏水的烷基部分共同一起所表現(xiàn)出來(lái)的兩親性,PVP可用作表面穩(wěn)定劑、生長(zhǎng)改性劑、納米顆粒分散劑、還原劑。

其中還原性是因?yàn)榄h(huán)上的羰基,穩(wěn)定性是由于PVP中的疏水性碳鏈因?yàn)樵谒械膹?qiáng)排斥作用(空間位阻),從而可以起到防止納米粒子之間相互聚集，從而達(dá)到穩(wěn)定反應(yīng)體系的作用。而在相互排斥的PVP分子上因?yàn)轸驶拇嬖?可以氫鍵化溶劑分子(與溶劑分子之間形成氫鍵,應(yīng)該沒(méi)理解錯(cuò)吧)，

從而與晶體相結(jié)合并包裹在晶體周?chē)尵w呈現(xiàn)一定形貌來(lái)生長(zhǎng)，從而起到生長(zhǎng)改性劑的作用。在氫鍵的結(jié)合外加疏水基之間的相互排斥作用下，納米顆粒之間的距離被排斥得非常之遠(yuǎn)，這時(shí)PVP就可以認(rèn)為是分散劑。那位學(xué)長(zhǎng)在放入碳納米管的同時(shí)還加入了PVP，可能就想著是利用著這一性質(zhì)來(lái)分散容易在水中團(tuán)化的碳納米管。

二、PVP合成金屬納米顆粒

PVP在合成金屬納米顆粒的時(shí)候主要指導(dǎo)合成的是金銀鉑等貴金屬，往往是在多元醇的合成中充當(dāng)穩(wěn)定劑和形貌導(dǎo)向劑。

1.銀納米的合成

在這篇文獻(xiàn)中介紹了在銀納米生長(zhǎng)過(guò)程中，不同濃度、不同反應(yīng)時(shí)間的PVP由于吸附在不同晶面的納米銀上，從而對(duì)不同的面起到表面抑制劑的鈍化作用,從而指導(dǎo)不同方向、不同晶面的納米銀的生長(zhǎng)。在這里PVP能控制形貌的原因等同于以前專(zhuān)欄中介紹過(guò)的氨根離子對(duì)氧化銅形貌的控制作用，起到的都是表面抑制劑的鈍化作用。

PVP上羰基氧與晶體表面之間相互成鍵，從而達(dá)到鈍化的效果。

在低濃度的PVP溶液環(huán)境下,PVP會(huì)選擇與能量最低的{100}面結(jié)合，被結(jié)合的表面就相當(dāng)于受到了鈍化的作用，而能量稍高一點(diǎn)的{111}晶面因?yàn)闆](méi)有被PVP所包裹，所以未能受到鈍化,仍然能自由生長(zhǎng)，所以形貌多呈現(xiàn)為八面體;在高PVP和長(zhǎng)時(shí)間的形貌控制下,PVP有足夠大的趨勢(shì)與{111}結(jié)合，所以{111}面也受到了鈍化。{100}、{111}都無(wú)法正常生長(zhǎng)，所以形貌呈現(xiàn)為正方體。與CTAB相比，雖然兩者都是表面活性劑，但二者在對(duì)于形貌控制方面的機(jī)理還是存在著很大的不同的。CTAB是吸附反應(yīng)物，而PVP則是包裹反應(yīng)物。

2.PVP控制金納米的合成

在控制形貌方面，PVP與銀納米相似但又有一點(diǎn)不同。在納米銀的合成中，PVP首先吸附在{100}晶面上;而在控制金納米合成的過(guò)程中，PVP首先結(jié)合在{111}晶面上。

DFT studies suggested that the pyrrolidone units bind to Au surfaces through the oxygen atom and that the binding energy is dominated by vdW interactions. The authors also noted that Au(100) reconstructs?while Ag(100) does not, which could help explain why {111} facets are preferred in PVP-assisted Au nanocrystal syntheses, while {100} facets are preferred in PVP-assisted Ag nanocrystal syntheses.

上面所提到的?"that?Au(100) reconstructs?while?Ag(100) does not" 不是很理解，在PVP的作用過(guò)程中并沒(méi)有對(duì)原來(lái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，那既然都沒(méi)有破壞，這個(gè) "reconstruct" 又從何說(shuō)起呢?不明白呀不明白。

3.使用PVP制備的鉑族和錸納米結(jié)構(gòu)

這里面提到了在PVP輔助合成形狀控制的Pd和Pt納米結(jié)構(gòu)中具有雙重作用。第一種是通過(guò)分子末端的羥基作為還原劑。PVP的第二個(gè)作用是作為表面保護(hù)劑，防止納米微粒聚集在一起，也算是發(fā)揮了穩(wěn)定劑的作用。

PVP在學(xué)長(zhǎng)設(shè)計(jì)的方案中作為的應(yīng)該是分散劑,但并不排除PVP會(huì)包裹材料,對(duì)材料的形貌產(chǎn)生影響。畢竟這些也只是猜測(cè)，具體的事實(shí)是怎么樣的還得看實(shí)驗(yàn)結(jié)果和掃描電鏡。所以新增了對(duì)照試驗(yàn)組來(lái)探究PVP對(duì)2D富氮碳基納米材料的影響。

所以說(shuō)，結(jié)果到底怎么樣，都要看明天了。

立下的FlAg還是想拔掉呀

暑假都過(guò)去一大半了，視頻一部都沒(méi)發(fā)......完完全全的鴿子屬性......

不管怎么說(shuō)吧，暑假這不還沒(méi)結(jié)束嘛，等實(shí)驗(yàn)做完連夜趕都要趕出來(lái)幾部作品，激勵(lì)計(jì)劃還是想去爭(zhēng)取爭(zhēng)取的?。‘吘挂繉?zhuān)欄來(lái)完成激勵(lì)制度的要求......算了算了，月底我還是來(lái)慢慢肝視頻吧......