水相纳米晶的纯化与机理研究

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纳米晶的纯化是其广泛应用于各个领域的前提,本文的内容主要有以下两个方面:一是研究了传统的醇致纳米晶沉淀的提纯过程和机理。实验结果表明,醇类在纳米晶聚沉过程中主要有两种作用,一种是通过降低混合溶剂的介电常数,降低纳米晶间静电斥力,促进沉淀;另一种是通过增加混合溶液体积使溶液中电解质浓度降低,造成分子间静电斥力增加,阻止沉淀。纳米晶能否沉淀取决于二者综合的结果。高浓度的纳米晶通过加入少量醇就可以沉淀,而低浓度的纳米晶需要通过浓缩或者额外加入电解质等操作才能从醇-水混合溶剂中沉淀出来。另一部分,为了克服醇致纳米晶聚沉的缺点,发明了一种全新的盐致纳米晶沉淀及尺寸选择沉淀技术,对于水相纳米晶,只要在溶液中加入适当量的盐就能将纳米晶提纯,得到纳米晶沉淀。移除上清液后,纳米晶沉淀能重新分散在水中。通过调节盐的用量就可以实现不同尺寸纳米晶的尺寸选择性沉淀分离,大尺寸的纳米晶会优先沉淀出来,小尺寸的纳米晶则留在溶液里。盐致纳米晶沉淀技术普遍适用于水相纳米晶的沉淀分离。与传统的醇沉淀方法相比,我们发展的盐致纳米晶沉淀技术无需浓缩等繁琐的操作步骤,具有操作步骤简单,节省时间,原料成本低等优点,更适合大规模提纯水相纳米晶。
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