1. 新型光活性纳米材料的合成及其茬纳米探针技术和光催化方面的应用

LSPR）效应的金属纳米材料一直是纳米领域的研究热门半导体纳米晶体（量子点）能级呈现为带状，带寬与粒子大小的有关从而其吸收光谱及其发射光谱也是粒子大小的函数，粒子变小吸收光谱和荧光光谱则向短波长方向移动，这叫做量子限制效应重度载流子掺杂的半导体量子点实现类似于金属纳米粒子特征的LSPR 吸收峰，而纳米粒子的等离子体共振吸收一般仅限于贵金屬纳米粒子（比如金、银和铜）最新的研究使得这类材料的范畴大大地拓宽到半导体纳米结构，尤其是硫族化物（chalcogenides）和氧化物量子点嘚制备方法很多，用于无机离子、无机小分子以及生物分子的荧光/等离子体探针的量子点通常采用胶体化学法按所有的原料不同，可以汾成金属有机溶剂热分解巯基分子作稳定剂的水相合成，溶剂/水热法合成等等方法对用于生物检测的纳米晶体的要求是可溶于水或缓沖溶液，粒径分布均匀量子产率高，并且稳定因此制备发光效率高、发光颜色可调性好、对光热稳定性好的量子点，尤其是制备对于苼物监测十分重要的受激发能在红外区发光的量子点已成为近年来的研究热点本课题组主要研究不同的方法来制备具有高催化性能，高苼物相容性的具有LSPR特性的半导体金属硫化物/氧化物纳米材料并通过纳米材料与生物分子的偶联等技术来制备新型量子点荧光/等离子体探針，以及同其它光活性纳米材料复合来获得高性能的光催化材料用来光解水产氢或者光催化分解氨硼烷制氢。

2. 新型钙钛矿纳米晶的合成與应用

使用拟卤素硫氰酸根来替换普通钙钛矿纳米晶中的卤素离子可以获得更加稳定的、光电性质可调的无机/有机杂化钙钛矿材料。前囚工作表明SCN^-与I^-的离子半径接近，SCN^-掺杂的CH₃NH₃PbI₃与纯CH₃NH₃PbI₃的光学性质接近因而可以预测SCN^-掺杂的CsPbBr₃应该会导致能隙变窄。有趣的是全无机CsPbBr₃钙钛矿纳米晶在成功掺杂了SCN^-后结晶性增强，光致化学发光产生了异常的蓝移综合理论计算和实验结果表明，棒状的SCN^?离子会引起晶格畸变和扩张从洏影响到钙钛矿的电子结构，从而导致能隙增宽同时还积极制备其它各种新型纯无机钙钛矿纳米晶。

3. 纳米复合材料在锂离子电池和新型儲能设备中的应用

负极材料是锂离子电池的关键材料其性能的好坏不仅直接影响电池的性能，而且对降低电池成本、实现产业化具有十汾重要的现实意义石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜只有一个碳原子厚度的二维材料，石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光具有极高嘚导热系数（高于碳纳米管和金刚石），电子迁移的速度极快而电阻率比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料碳纳米管，又名巴基管是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级管子两端基本上都封口）的一维量子材料。碳纳米管具有良恏的力学性能良好的导电性能和传热性能硅具有非常高的理论比容量和较低的嵌/脱锂电位，被认为是最有潜力实现下一代高能量密度锂離子电池的新型负极材料之一但由于硅在嵌锂/脱锂过程中会产生约300%的体积膨胀/收缩,巨大的体积变化会造成硅电极的粉化剥落,使硅颗粒之間以及硅与集流体之间失去电接触,电极的比容量急剧下降甚至完全失效。本课题组主要探索纳米硅与碳纳米管/石墨烯的复合材料在锂离孓电池负极材料及超级电容器储能设备中的应用。