杯[4]芳烃的表面化学组装及其在气态四氢呋喃荧光传感薄膜创制中的应用

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是重要的大气污染物,严重地危害着人类健康。本文设计合成了一种末端携带反应活性硅氧烷基团的杯[4]芳烃衍生物,通过自组装和表面化学反应将其共价结合于玻璃基质表面,获得了一种杯[4]芳烃修饰玻璃基质。以此基质物理担载荧光活性物质——芘封端三聚噻吩(Py-3T),得到了一种对气相四氢呋喃具有"turn-on"及快速灵敏(26.7μg/mL)响应特性的荧光传感薄膜。实验表明:除苯和甲苯之外,其它常见有机溶剂和化学物质蒸汽对该薄膜荧光发射基本没有影响。苯和甲苯也因响应程度小、响应速度慢而难以干扰测定过程。据此,可以预期该荧光薄膜有可能在THF气体传感上获得应用。

关于师范院校应用化学专业提高化工原理课程 教学质量的反思与策略

面对师范院校应用化学专业学生“理强工弱”的特点,结合所用教材,教学设计上适当补充工程性内容培养学生工程思维,引入化工设备仪器实物图和相应知识,增加学生学习兴趣和积极性;同时,通过反转课堂和加强考核等教学手段和方法激发学生内动力,提高教学质量。

化学本科教育中科研素质培养的实践

化学是一门建立在科学实践基础上的学科,学生科研素质的培养直接关系到化学本科教育的质量。文章就陕西师范大学化学化工学院在本科生科研素质培养方面的所进行的一系列有益探索作以简要介绍。

化学镀在微道沟填充技术中的应用

归纳了在不同化学镀体系中利用单组分添加剂和双组分添加剂来实现超级化学镀填充技术的研究进展。阐述了聚二硫二丙基磺酸钠、N,N-二甲基硫代氨基甲酰基丙烷磺酸钠、聚乙二醇等添加剂对微孔或微道沟填充的作用机制,为今后实现更窄的微孔和微道沟的完美填充提供方法和策略。

科学前沿在非化学化工专业普通化学实验课程改革初探:以光催化技术为例

为了提高高等院校非化学化工类专业学生学习普通化学课程的效果,本文以光催化技术教学实验为例,尝试将前沿科学研究内容引入到普通化学实验中。以授课教师所在课题组新研发的WO_(3)纳米材料为例,在光催化作用下,引导学生将其应用于降解刚果红实验,并从教学设计、实验设计和教学效果等方面对该实验进行分析。实现通过科学前沿实验拓展学生的科学视野,激发学生的求知欲和探索欲。

基于蛋白质类淀粉样聚集的纤维表面功能化

针对目前聚合物纤维表面功能化策略中改性工艺复杂、涂层稳定性差的不足,提出了一种基于蛋白质类淀粉样聚集的新型纤维表面功能化策略。将聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚酯)纤维浸泡在含有功能物质的溶菌酶相转变水溶液中,在室温条件下反应即可在纤维表面形成稳定的功能化涂层。根据功能物质的不同,分别制备了银纳米颗粒涂层改性纤维及织物、量子点改性纤维和聚乙二醇(PEG)改性纤维及织物,并分别表征其性能与涂层稳定性。结果表明:溶菌酶质量浓度为0.02 mg/mL时,银纳米颗粒涂层改性纤维的导电性最优,1 cm纤维的电阻仅为1.39Ω,且涂层具有较高的黏附稳定性,可抵抗胶带37次撕拉,经20000次弯折后改性纤维的电阻无明显变化,同时银纳米颗粒涂层改性的聚酯织物表现出较好的抗菌性;量子点改性纤维在紫外光照射下发荧光,经过10000次弯折测试后其荧光强度无明显衰减;PEG接枝溶菌酶涂层提升了纤维的亲水性,改性后织物的滴水浸湿时间由24 s缩短至2.5 s,透湿率由4500 g/(m^(2)·d)提高至5800 g/(m^(2)·d),改性层稳定可抵抗20000次弯折。该策略在构筑功能纤维和功能织物方面表现出巨大潜力。

薄膜基荧光气体传感器中的涂层化学

近年来,高性能薄膜基气体传感器的研制备受关注,所涉及的涂层化学已经成为物理化学学科发展的一个热点。传感因分析物与敏感层(涂层)物质相互作用引起薄膜特定静态及动态物理量变化而实现,因此,薄膜传感性能势必受到敏感层物质种类和敏感层微纳结构等因素影响。就薄膜基荧光传感而言,荧光敏感物质的结构和性质对薄膜传感性能起着至关重要的作用。同时,因毛细凝结、色谱效应、尺寸效应、分子间相互作用等因素的存在,敏感层微观结构也极大地影响着薄膜的传感性能。本文结合课题组近期研究工作,简要讨论薄膜基荧光气体传感器研究中的涂层化学基本问题,以及相关薄膜基荧光传感器在隐藏爆炸物、毒品、挥发性有机污染物检测/监测等方面的应用探索。最后,文章展望了薄膜基荧光气体传感器的发展前景和所面临的主要挑战。

层层自组装技术在功能薄膜材料制备中的应用

层层自组装技术在材料制备方面具有材料的尺寸、成分和形貌可控等特点,而被广泛应用于功能薄膜材料的制备.以层层自组装过程的作用力(静电作用、氢键、共价键、电荷转移相互作用和配位键等)为出发点,探讨了不同作用力对层层自组装过程的影响,及层层自组装技术在不同形貌(平面薄膜、胶囊、纳米管状等)功能薄膜材料制备上的应用.由于其具有吸附、催化、发光和光电特性等,可望在选择性催化剂、模拟细胞行为、药物缓释、生物传感器、选择性渗透薄膜及电极材料等方面应用.层层自组装技术已成为化学、物理、生物、材料和纳米科学等领域的重要手段.

表面图案化磁性复合微球的原位制备与表征

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸(AA)含量不同的N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物P(NIPAM-co-AA)微凝胶,并以其作为微反应器,通过原位外源沉积法制备了一系列微米级、表面具有图案化结构的SiO2-Fe3O4-P(NIPAM-co-AA)磁性复合微球.实验结果表明,复合微球的表面结构与微凝胶的组成、Fe3O4和SiO2的沉积量有关.在微球表面进行修饰,可得到表面带有氨基等官能基团的磁性复合材料.将这种功能化磁性微球用于识别生物大分子并进一步用于生物医学领域具有重要的意义.

化学镀铜技术的最新进展

概述了国内外关于超级化学镀铜填充技术的最新研究成果,主要包括应用于半导体铜互连线工艺的化学镀铜和以次磷酸钠作还原剂的无甲醛化学镀铜。介绍了不同添加剂在超级化学镀铜填充中的作用机理以及存在的问题,并提出了今后的研究方向。

PMMA人工晶状体表面的CF4/O2等离子体修饰

为了改善聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)人工晶状体的生物相容性和透光性,采用CF4/O2等离子体技术修饰其表面.通过衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、静态接触角(CA)测定、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见近红外光谱(UV-Vis)等方法进行表征,结果表明,经CF4/O2等离子体处理后,PMMA表面的含氟和含氧基团增加,其表面的亲水性增强,生物相容性改善,紫外光的隔离效率增大.因此,通过CF4/O2等离子体修饰能够有效地改善PMMA人工晶状体的性质.

新颖表面结构的脲醛树脂-聚丙烯酰胺复合微球的制备研究

将高分子微凝胶模板法应用于制备脲醛树脂[Urea-formaldehyde resin(UF Resin)]-聚丙烯酰胺[Polyacrylamide(PAM)]有机-有机复合微球材料.以PAM高分子微凝胶为模板,通过控制甲醛和尿素的缩聚反应在反相悬浮体系中进行,制备得到了具有新颖表面形貌的脲醛树脂-聚丙烯酰胺[UFResin/PAM]有机-有机复合微球,利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、红外(FT-IR)等手段对复合微球进行了表征.实验结果表明,复合微球的表面形貌与甲醛和尿素溶液的pH值、甲醛和尿素溶液的浓度、甲醛和尿素的摩尔比、模板的组成等因素有关.可以预期,本研究方法将为制备具有特异表面形貌的有机-有机复合微球材料提供了一条有效的途径.

芘在玻璃基片表面的单层组装及其对有机铜盐的选择性传感

将多环芳烃芘经含三乙基四胺结构的连接臂化学单层组装于玻璃基质表面,制备了一种荧光薄膜材料.荧光测量结果表明,醋酸铜、酒石酸铜、柠檬酸铜等有机铜盐可以显著猝灭薄膜荧光,而且猝灭过程可逆;硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等无机铜盐对薄膜荧光影响不大;醋酸锌、醋酸铅、醋酸钴、醋酸镍等其它醋酸盐对有机铜盐的检测影响轻微.荧光寿命测定表明,醋酸铜对上述薄膜荧光的猝灭遵循静态猝灭机制.

不同分子量PEG的铜电镀液对电化学沉积铜行为的研究

研究了在酸性镀铜溶液中添加不同分子量的PEG对直径为50微米、深径比为1的镀层盲孔填充效果的影响.结果表明,随着PEG分子量的增加,电镀铜溶液的微孔填充力明显提高.电流密度为2 A/dm2,添加剂PEG分子量(u)超过6000时,镀液可以完全填充盲孔,镀层不出现任何空洞和缝隙.这是由于添加剂PEG能明显加强电镀铜镀液阴极极化,抑制了电镀铜的沉积.同时,PEG于镀液中的扩散系数还随其分子量的增加而降低,从而增加了SPS在微孔底部的吸附力,加速了电镀铜在微孔底部的沉积.进一步,增大PEG分子量,沉积铜膜的表面粗糙度、铜膜结晶度和电阻率均有所降低.

微乳液法纳米氧化钕的制备及其在羊毛染色中的应用

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/硝酸钕(Nd(NO3)3)水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系合成氧化钕(Nd2O3)前躯体,并采用热分析(DSC-TG)和X射线衍射(XRD)分析方法确定得到纳米Nd2O3的适宜焙烧温度为900℃;采用XRD和透射电子显微镜(TEM)对纳米Nd2O3的晶形、形貌、粒径进行了分析表征.结果显示,制得了分散性好、粒径分布窄、平均粒径约为4 nm的球形纳米Nd2O3.将制得的纳米Nd2O3作为染色助剂,应用于弱酸性深蓝5 R、弱酸性桃红BN、弱酸性艳蓝RAWL在羊毛上的染色,并采用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)对吸附在羊毛表面的纳米Nd2O3进行了表征,同时考察了纳米Nd2O3的含量对染料吸附率和上染率的影响以及温度对上染率的影响.结果表明,经过纳米Nd2O3处理羊毛后,纳米Nd2O3能均匀的吸附在羊毛表面上.在温度为90℃下,当纳米Nd2O3的含量相同时,吸附率和上染率均为弱酸性深蓝5R最大,其次是弱酸性桃红BN,弱酸性艳蓝RAWL最小;当纳米Nd2O3的含量为1%时,染料吸附率和上染率均达到最大.

SAPO-5分子筛的合成技术及应用

讨论了影响SAPO-5分子筛合成的重要因素,对SAPO-5分子筛以及掺杂金属离子的SAPO-5分子筛催化剂在催化领域的应用进行了归纳,以期对影响SAPO-5分子筛合成的因素和掺杂金属离子的SAPO-5分子筛催化剂的性能有比较全面的认识。还对SAPO-5分子筛在择形催化、材料制备、吸附和分离、载体等领域的应用前景进行了展望。

聚碳酸酯工程塑料表面无铬微蚀的研究

利用无铬且低环境污染的MnO2-H2SO4-H3PO4-H2O微蚀体系,研究了微蚀液的组成、微蚀时间及温度对聚碳酸酯塑料表面微蚀效果的影响。利用扫描电镜、表面粗糙度、接触角及粘结强度测定,对微蚀效果进行评价。结果表明,当微蚀溶液中V(H2O)∶V(H3PO4)∶V(H2SO4)为1∶1∶3.4,80 g/L MnO2,θ为60℃,微蚀t为10 min时,可以获得较好的表面形貌,聚碳酸酯基板表面与水的接触角由95.2°降低为44.7°,基板表面由明显的憎水性变为亲水性,其粘结强度达到0.88 kN/m,微蚀效果比较理想。

2,6-二氨基吡啶对EDTA体系低温化学镀铜的影响

在以乙二胺四乙酸二钠(EDTA)为络合剂、镀液温度33℃的化学镀铜体系中,研究1. 0 mg/L 2,6-二氨基吡啶对化学镀铜过程的沉积速率、镀层表面形貌以及镀层结构的影响。结果表明,2,6-二氨基吡啶在低温EDTA镀铜体系中是一种良好的加速剂,少量2,6-二氨基吡啶的添加能够将镀膜的沉积速率由3. 52μm/L提高到7. 56μm/L。线性扫描伏安法研究表明,2,6-二氨基吡啶通过促进甲醛氧化进而提高其还原铜离子的速率,最终加速化学镀的过程。SEM观察表明,2,6-二氨基吡啶的添加使得镀膜晶粒变得更加细小。XRD衍射分析证明,2,6-二氨基吡啶的添加能够改善镀膜晶体结构和镀膜性能,提高镀层质量。

聚碳酸酯表面无铬微蚀的研究进展

首先分析了聚碳酸酯工程塑料表面无铬微蚀的研究现状,并归纳了几种不同微蚀方法对聚碳酸酯基板的处理效果,重点介绍了一种环境友好的二氧化锰-硫酸微蚀体系。经过该体系的微蚀处理,聚碳酸酯表面形成了大量孔径均匀且深度适中的微孔,表面粗糙度增大,同时基板表面由憎水性变为强的亲水性,高表面粗糙度与强亲水性的共同作用将基板与镀层间的粘结强度提高到1.10 k N/m。

NiTi合金表面液相阴极等离子体沉积氧化铝陶瓷涂层的研究

在NiTi合金表面通过液相阴极等离子体技术制备了氧化铝(Al2O3)陶瓷涂层。采用X射线衍射和扫描电镜对涂层的相组成以及表面形貌进行了表征和分析,证实在材料表面形成了由α-Al2O3和γ-Al2O3组成的涂层,发现涂层具有粗糙多孔结构。在模拟体液中对NiTi合金的Ni离子释放情况进行了检测,发现液相阴极等离子体改性后显著降低了Ni离子的释放。为NiTi合金植入体的表面改性提供了一条新途径。