硅基pH荧光纳米颗粒的制备及其光学性能研究

荧光素钠的分子内运动会受到刚性无机材料的限制,阻塞非辐射弛豫通道,使放射性衰变填充到基态,提高其发光性能。利用stober法制备了pH响应荧光纳米颗粒。红外分析结果表明,荧光素钠与二氧化硅有效复合。探讨了荧光纳米颗粒的紫外光谱和荧光光谱与溶液pH值的响应关系。在pH值为1~3时,430 nm处紫外吸收强度随pH值增加逐渐降低,在pH值为4~11时,424到484 nm间紫外吸光强度随pH值增加逐渐增加,520 nm时线性良好;而在pH值为4~9之间,荧光强度随pH值增加而升高,并具有较好的响应关系。对荧光纳米颗粒分别在pH值为5和10的缓冲溶液中的荧光光谱进行了干扰测试,几乎不受常见离子干扰,具有良好抗干扰能力。

Mn基电极材料在超级电容器中的应用进展

超级电容器因功率密度、能量密度较高,受到了广泛关注。Mn基化合物因具有环境兼容、易于获得,成本低、结构和形貌灵活,充放电速度快等优点,是理想的超级电容器电极材料。通过合成方法对Mn基电极材料的形貌进行调控,或者将其与合适的赝电容材料如金属化合物、硫化合物,以及碳基体系,如碳纳米管、石墨烯等复合,提高Mn基化合物的比电容。综述了Mn基电极材料的制备方法、形貌、与其他材料复合方面的研究进展。

聚酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯4D打印形状记忆聚合物的研究

4D打印形状记忆聚合物是在3D打印的基础上,物体形状可随时间改变的智能材料。利用聚酯丙烯酸酯改善丙烯酸酯基形状记忆聚合物的形状记忆性能,制备了聚酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯形状记忆聚合物打印样品,系统地研究了预聚物比例以及稀释剂添加量对形状记忆性能和机械性能的影响。结果表明,聚酯丙烯酸酯/双酚A型环氧丙烯酸酯为1∶2时,拉伸强度最高达到30.5MPa,杨氏模量为286.38MPa。当预聚物比例为1∶2,稀释剂质量分数为50%(质量分数)时,在14次折叠水浴实验中,形状记忆聚合物的形状恢复率稳定保持在99.3%~99.8%;在85℃水浴温度中,4D打印样品4s就可以恢复到180°,具有良好的形状记忆性能。

过渡金属硒化物超级电容器高性能电极材料的研究进展

过渡金属硒化物具有较高的电导率,并且硒具有低电负性使较弱的金属-硒键更有利于氧化还原反应的发生,是潜在的超级电容器高性能电极材料。本文首先介绍了目前过渡金属硒化物主要的制备方法,然后阐述了提升其电化学性能的优化策略。一方面对制备方法进行优化,通过调控反应物时间、反应温度、电解液组成等因素,调控电极材料的形貌和结构,来提高离子传输效率;另一方面通过(1)二元过渡金属成分的调配,(2)与碳基材料进行复合,以及(3)结构的调控制备高性能电极材料,以提高其电化学性能。最后对其发展前景和重点发展方向进行了展望。

4D打印聚己内酯/环氧丙烯酸酯形状记忆聚合物及其性能研究

利用选择性区域光固化技术(LCD)进行4D打印,将质量分数为6%的聚己内酯(PCL)与双酚A型环氧丙烯酸酯树脂(RJ313)进行共混,制备出丙烯酸酯基形状记忆聚合物(SMP)。探究了光固化打印次数对形状记忆性能和力学性能的影响。结果表明,随着光固化打印次数的增加,混合树脂黏度逐渐降低,打印样品的透光度逐渐增加;SMP的形状恢复时间及韧性均呈现先增加后减小的趋势,其中PCL/RJ313-3韧性最好,应力为17.04 MPa,断裂伸长率为6.49%;SMP的形状恢复率和可循环次数均先降低后增加,在85℃的水浴条件下,7次打印样品的形状恢复率均高于90%,具有良好的形状记忆性能。

荧光素钠染料掺杂二氧化硅粒子的制备及其在3D打印中的应用

荧光素钠(FSS)在聚集状态下会出现荧光淬灭问题,利用与SiO纳米材料复合避免了FSS与光聚物共混引起荧光染料的聚集。利用反相微乳液法将FSS掺入SiO纳米粒子中,使用阳离子聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)作为偶联剂,制备了稳定、可分散于3D打印材料的荧光纳米二氧化硅(FSS-SiNPs)。采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、Zeta电位测试、紫外吸收光谱、荧光发射光谱对FSS-SiNPs杂化粒子进行表征,结果表明合成了FSS-SiNPs杂化粒子;与FSS的荧光光谱进行对比,FSS-SiNPs杂化粒子表现出较高的荧光强度;染料泄露性能测试表明,FSS-SiNPs杂化粒子在乙醇溶液中浸泡12 h后,荧光强度逐渐稳定并保持在95%左右。随着温度的升高,3D打印件的热稳定性和光稳定性均有所下降,但是相比于FSS制备的打印件,FSS-SiNPs制备的打印件热稳定性和光稳定性分别提高了14%、21%。

刺激响应形状记忆材料的4D打印及其研究进展

4D打印是一种基于刺激响应材料的增材制造技术。4D打印主要以3D打印为基础,但被制造的物体不再是静态,在外界刺激下,打印对象的形状、属性或功能具有随时间变化的特性,如热、光、磁、电、pH等。基于4D打印的刺激响应形状记忆材料(SMMs)具有制造工艺简单、变形能力大和刺激形式多样等优点。综述了4D打印形状记忆合金(SMAs),形状记忆聚合物(SMPs),形状记忆水凝胶(SMHs)的研究进展。同时,讨论了4D打印技术存在的问题及其应用前景。

4D打印热响应丙烯酸酯基形状记忆聚合物及其性能研究

利用选择性区域光固化技术(LCD)进行4D打印,将脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(JZ302)与双酚A型环氧丙烯酸酯树脂(RJ313)进行共混,制备了温度响应丙烯酸酯基形状记忆聚合物。研究了脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(JZ302)的加入比例对形状记忆性能和力学性能的影响。结果表明,在可打印范围内,随着JZ302比例的增加,丙烯酸基形状记忆聚合物形状恢复时间逐渐缩短,均表现出较高的形状固定率、形状恢复率;在80℃水浴条件下,JZ302/RJ313-30打印样品,10个周期的形状固定率(R_(f))和形状恢复率(R_(r))分别保持在99.2%和98.8%左右;不同比例预聚物(JZ302/RJ313-X)的打印样品完成180°的形状恢复仅花费5~40 s,显示出良好的形状记忆效应;JZ302的加入提高了打印样品的热稳定性,逐渐增大了形状记忆聚合物的断裂伸长率。同时,利用4D打印形状记忆聚合物实现了智能开关的制作。

荧光素钠负载ZIF-8纳米复合材料用于Fe^(3+)离子的检测

采用原位生长法将有机染料荧光素钠负载到沸石咪唑啉骨架-8(ZIF-8),制备了一种用于检测Fe^(3+)的荧光探针。采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射和荧光发射光谱对FSS@ZIF-8纳米复合材料进行表征。结果表明:合成了FSS@ZIF-8纳米复合材料。FSS@ZIF-8荧光探针可对多种金属做出响应,并对Fe^(3+)的响应能力最强,在5~200μmol/L内具有良好的线性范围,FSS@ZIF-8对Fe^(3+)的检出限为0.8μmol/L。FSS@ZIF-8的荧光淬灭是因为激发FSS@ZIF-8的能量转移给Fe^(3+)离子而引起的。通过FSS@ZIF-8对Fe^(3+)的5次循环测试,其荧光强度仍然能保持在95%以上,具有良好的可回收性。使用该方法对水样中Fe^(3+)进行了检测,样品的回收率在96%~102%之间,显示出在水质检测方面具有很好的应用前景。

多变量离子注入型量子阱混杂效应

为实现InP基单片集成光电子器件和系统,对InGaAsP/InGaAsP分别限制异质结多量子阱激光器结构展开量子阱混杂(QWI)技术研究。在不同能量P离子注入、不同快速热退火(RTA)条件以及循环退火下,研究了有源区量子阱混杂技术,实验结果采用光致发光(PL)谱进行表征。实验结果表明:在不同变量下皆可获得量子阱混杂效果,其中退火温度影响最为显著,且循环退火可进一步提高量子阱混杂效果;PL谱蓝移随着退火温度、退火时间和注入能量的增大而增大,退火温度对蓝移的影响最大,在注入剂量为1×10^14 ion/cm2,注入能量为600keV,750℃二次退火150s时获得最大蓝移量116nm。研究结果为未来基于QWI技术设计和制备单片集成光电子器件和系统奠定了基础。