环形偶氮苯功能化聚类肽的合成与自组装

首先采用1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)引发N-烯丙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NAG-NTA)和N-乙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NEG-NTA)开环聚合,制备环形结构的聚(N-烯丙基甘氨酸)-b-聚(N-乙基甘氨酸)(c-PNAG-b-PNEG)。然后通过聚合后修饰反应,在PNAG嵌段的双键上引入偶氮苯基团,合成了新型的环形偶氮苯聚类肽c-P(NAG-Azo)-b-PNEG。采用透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)研究了c-P(NAG-Azo)-b-PNEG在水溶液中的自组装行为和光响应特性,并与线形结构的l-P(NAG-Azo)-b-PNEG进行比较。结果表明,c-P(NAG-Azo)-b-PNEG和l-P(NAG-Azo)-b-PNEG可以组装得到球形胶束、树枝状聚集体和球形大复合胶束,并且它们均具有良好的光致顺反异构特性。环形结构限制分子链的运动,不利于偶氮苯基团的有序堆积,也会使c-P(NAG-Azo)-b-PNEG组装体的光致形貌转变程度减弱。

Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)/Ag核壳结构微球的制备及其光催化抗菌性能研究

以Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)核壳结构磁性微球为载体,采用一步溶剂热法反应,在其表面包裹一层Ag纳米粒子修饰TiO_(2)外壳(TiO_(2)/Ag),获得具有双壳层结构的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)/Ag复合光催化材料.Fe_(3)O_(4)磁性内核的存在为该复合光催化剂的磁分离回收、重复利用提供了可能性.利用XRD,XPS,SEM,TEM,VSM等技术表征了材料的组成、结构、形貌及磁性能.通过考察钛酸四丁酯(TBOT)和AgNO_(3)用量的改变对Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)/Ag形貌、磁性特征及光催化抗菌性能的影响,确定了最佳合成条件.实验表明:通过在抗菌实验体系中分别加入捕获剂叔丁醇和溴酸钾,明确了光催化产生的超氧自由基(·O_(2)^(-))和羟基自由基(·OH)在抗菌过程中的主次作用;Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)/Ag样品与相同条件下所得的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)样品相比,具有更高的光催化抗菌活性.光催化性能增强的作用机制是负载于TiO_(2)表面的金属银作为捕获光生电子的陷阱,可以抑制TiO_(2)中光生电子和空穴的复合,有效提高它们与环境氧反应形成强氧化性的·O_(2)^(-)和·OH,参与杀菌反应过程.

四羧基苯基卟啉铜敏化BiOCl纳米片的制备及其增强光催化性能研究

以硝酸铋和氯化钾为反应物,采用一步水热法合成了氯化氧铋(BiOCl)纳米片.通过考察不同反应时间和反应温度下所得BiOCl样品的光催化降解罗丹明B(RhB)活性差异,确定最佳合成条件,并在此基础上,采用相同方法原位合成四羧基苯基卟啉铜(CuTCPP)敏化BiOCl复合光催化材料(BP).利用XRD,SEM,UV-Vis DRS,XPS,PL等手段表征了材料的结构、形貌及光学特性,通过RhB光降解实验考察了BP复合材料的光催化性能并讨论了光催化作用机理.结果表明,与纯BiOCl相比,BP的光催化活性明显增强,其中BP-0.2%样品的光催化活性最强,紫外光照射10 min即可将RhB完全降解,即使将光源改为模拟太阳光,在20 min内也可使染料分子完全降解.这种光催化性能的增强得益于CuTCPP作为光敏剂修饰BiOCl增强了该半导体的光吸收能力,并有效地提高了光生电子和空穴的产生和分离效率.

荧光聚类肽的合成、自组装与聚集诱导发光效应

采用1-(4-氨基苯)-1,2,2-三苯基乙烯(TPE-NH2)引发N-丁基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NBG-NTA)和N-乙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NEG-NTA)开环聚合,制备了四苯基乙烯(TPE)基团封端的聚(N-丁基甘氨酸)-b-聚(N-乙基甘氨酸)(TPE-PNBG-b-PNEG)。采用透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(FL)研究了TPE-PNBG-b-PNEG在水溶液中的自组装行为和聚集诱导发光(AIE)特性。结果表明,TPE-PNBG-b-PNEG具有显著的AIE效应,根据初始含水量(体积分数)和亲水链段质量分数(wPNEG)的不同,TPE-PNBG-b-PNEG在水溶液中分别组装得到了球形胶束以及纺锤状、松针状和蠕虫状聚集体,并可发出强烈的蓝色荧光,最大发射波长为485 nm。随着wPNEG的减小,TPE-PNBG-b-PNEG的堆积参数增大,疏水链段的堆积变得更为紧密,AIE效应增强,其荧光强度和荧光量子产率都随之增强。

“一锅法”光控开环聚合原位调控聚类肽分子量及分子量分布

设计和合成了光敏性休眠引发剂2-硝基-4,5-二甲氧基苄基环己胺基甲酸酯,用于氮-丁基-氮-羧酸内酸酐(^(Bu)N-NCA)的可控开环聚合。该光敏性引发剂在紫外光(360 nm)下释放环己胺引发剂。通过改变紫外光的照射时长可控制环己胺引发剂的释放量,从而调控聚类肽的分子量。随着照射时长从1 h增至4 h,聚类肽的数均分子量从9.6×10^(3)降至4.6×10^(3)。通过调控紫外光的照射间隔控制环己胺引发剂的释放速率。先释放的引发剂先引发单体,后释放的引发剂后引发单体,形成链长不均一的聚合物。通过光控实现了“一锅法”原位调控聚类肽的分子量及分子量分布,为聚类肽分子量分布宽度及分布形状更精准的调控提供了可能,也为研究聚类肽分子量分布和性能间的关系奠定了基础。

聚吡咯/碳纳米管高分子导电膜的制备及抗污染性能

从电化学缓解膜污染出发,在聚砜膜表面负载碳纳米管和聚吡咯后形成具有优异导电性能的高分子膜。实验过程中进行了条件优化,其最佳制备条件为:0.25 mol/L的氧化剂FeCl_(3),5℃冰水浴,6 h聚合反应时间,0.4 wt%吡咯浓度和0.08 mg/cm^(2)的碳纳米管用量。通过扫描电镜和傅立叶变换红外光谱显示,碳纳米管能够有效地负载并通过吡咯的聚合锚定在膜表面,形成具备优异导电性能的聚吡咯缠绕碳纳米管的导电层,电化学性能和截留性能测试表明,该导电层可以有效地用作电化学过滤的工作电极。

构筑星形化合物提升交联网络固态聚合物电解质性能

通过巯基-丙烯酸酯点击反应引发三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(TMPMP)或季戊四醇四-3-巯基丙酸酯(PETMP)分别与聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(PEGMA)进行UV辐照反应,制得星型化合物。TMPMP或PETMP为交联剂,PEGMA为星形化合物的支链。星形化合物的结构可通过变换不同的交联剂,并通过改变PEGMA的相对分子质量进行调节。将星形化合物掺入交联固态聚合物电解质中,固态电解质的机械性能、电化学性能均得到改善。固态电解质的拉伸强度达83.9 MPa,杨氏模量达180.4 MPa,断裂伸长率达49.9%,拉伸韧性达22.6 MJ/m^(3),室温离子电导率达2.8×10^(-5) S/cm。利用该固态电解质组装Li/LFP全固态锂金属电池,在0.1 C倍率下循环100次后剩余比容量为111.5 mAh/g,比容量保持率为77%。

偕胺肟基接枝聚酰胺微孔膜吸附材料的制备及其盐湖水提铀性能研究

以聚酰胺微孔膜为基材,通过自由基引发将丙烯腈接枝于膜表面,并用盐酸羟胺肟化得到偕胺肟基接枝聚酰胺微孔膜吸附材料(PA-AO),该膜吸附材料结合了膜分离处理量大和吸附分离选择性高的优点。研究结果表明,在纯水体系中,当pH=6.0,铀初始浓度为1.0mmol·L^(-1),303K条件下,PA-AO对UO_(2)^(2+)的平衡吸附量可达0.47mmol·g^(-1)。吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学方程,盐湖水中存在的阴离子以及阳离子对铀吸附的影响很小,PA-AO对铀表现出较高的吸附选择性。使用1.0mol·L^(-1)的Na2CO3和0.1mol L-1的H_(2)O_(2)的混合溶液可将铀从PA-AO上解吸下来,解吸率达到90.2%,且重复利用性能较好。连续吸附实验表明,当铀的初始进料浓度为0.05mmol·L^(-l),流速为4.0mL·min^(-1)时,PA-AO的处理能力达到275.02L·m^(-2),对铀的回收率达到90%以上。将PA-AO用于提取1L模拟盐湖水中的铀,铀的提取量达到了235.59μg,提取率达81.0%,这表明PA-AO可用于盐湖水中铀的高效提取。

六元环聚酰亚胺气体分离膜研究进展

六元环聚酰亚胺通常由萘基二酐单体和芳香二胺单体通过缩聚制得,磺化六元环聚酰亚胺因其在燃料电池质子交换膜的应用而得到广泛研究。五元环聚酰亚胺因优异的性能在气体分离膜领域一直备受关注,近年来随着气体分离膜需求量的增加,围绕六元环聚酰亚胺气体分离膜的研究进一步深化。与五元环聚酰亚胺相比,六元环聚酰亚胺具有更为优异的水解稳定性、耐溶剂性能及热稳定性。综述了近年来六元环聚酰亚胺气体分离膜的研究进展,并展望了其未来的发展前景。

生物基半芳香族共聚酰胺PA5T/56与脂肪族聚酰胺PA56的性能对比

生物基聚酰胺PA56凭借其绿色低碳的原料来源以及与商业化PA66相近的综合性能而受到关注,但受限于脂肪族的柔性主链结构,无法满足高温场景下的使用需求。为解决上述问题,引入对苯二甲酸构筑生物基半芳香族共聚酰胺PA5T/56,对PA5T/56的结构及性能进行系统研究,并与生物基脂肪族聚酰胺PA56进行对比分析。红外光谱与核磁共振氢谱的表征结果验证了PA5T/56与PA56结构上的差异;相比PA56,PA5T/56具有更高的玻璃化转变温度(t_(g)=113℃)、更优的热稳定性(t_(d,5%)=392℃,t_(dmax)=423℃),以及更佳的热机械性能,同时其在高温下具有适宜加工的熔体黏度(<10^(3)Pa·s),这些优势赋予生物基半芳香族PA5T/56广阔的应用前景。

功能高分子引发生物矿化实现肿瘤阻断治疗

作为一种不依赖于肿瘤组织渗透的治疗策略,阻断疗法通过阻碍肿瘤与周围微环境之间的物质交换而有效抑制肿瘤的生长和转移。然而,血管阻断、细胞外基质构建等手段存在系统毒性大、肿瘤杀伤不完全、有效持续时间短等问题。受生物体矿化过程的启发,在肿瘤周围构筑生物矿化层成为一种新兴、安全、有效且持久的肿瘤阻断治疗创新模式。基于此,本研究团队首先将阿仑膦酸钠(ALN)键合到1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-聚乙二醇-琥珀酰亚胺酯(DSPE-PEG-NHS)的末端,合成了功能高分子DSPE-PEG-ALN。其中,DSPE端可以插入到细胞膜上,另一端的双膦酸可以高效吸附环境中的钙离子等阳离子而引发矿物沉积的连锁反应,在肿瘤周围形成生物矿化层,阻断肿瘤进展。为了进一步提高矿化策略的选择性,我们设计并合成了肿瘤酸度触发的引发生物矿化的聚氨基酸纳米粒子(BINP)。在中性条件下,BINP上的长烷基链组装在纳米粒子的内部,而在肿瘤组织的弱酸性环境中暴露,实现肿瘤细胞膜的特异性插入,原位引发生物矿化,选择性阻断肿瘤进展。原位引发生物矿化功能高分子的设计和应用为肿瘤阻断治疗提供了具有临床应用前景的创新思路。

多功能生物基聚酰胺56复合纤维的制备与性能

以纳米ZnO(nano-ZnO)为改性粒子、生物基聚酰胺56(PA56)为基体,引入可纺性优良的尼龙6,采用两步成型熔融纺丝技术共混纺丝,制备了多功能生物基ZnO/PA56复合纤维。采用SEM、FTIR、XRD、DSC和TGA对ZnO/PA56复合纤维进行了表征,考察了nano-ZnO质量分数对ZnO/PA56复合纤维性能的影响。结果表明,nano-ZnO在PA56基体中分散均匀,两者以物理共混方式相容;nano-ZnO在ZnO/PA56复合纤维中异相成核,降低了其力学性能和热稳定性,提高了其结晶温度,与PA56相比,质量分数为0.5%、1.0%和2.0%的ZnO/PA56复合纤维(分别记为PA56-0.5、PA56-1.0和PA56-2.0)结晶温度提高了1.1~5.2℃;最大失重温度降低了88.94~98.52℃;断裂强度降至3.32、3.22和3.06 cN/dtex。nano-ZnO明显提升了复合纤维的抗菌性、导热性和抗紫外线能力。PA56-0.5对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率均为100%,明显优于PA56对两者的25%和41%的抑制率。PA56-0.5、PA56-1.0、PA56-2.0在加热50 s时温度可达137.0、136.0和128.0℃,优于PA56的121.0℃。140h紫外光辐照后,PA56-0.5、PA56-1.0和PA56-2.0的断裂强度下降率分别为73.2%、73.3%和69.9%,低于PA56的断裂强度下降率(79.8%)。

双表面活性剂软模板制备超级电容器用聚苯胺/碳纳米管复合材料

采用乳液聚合法,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和吐温-80(Tween-80)作为软模板,过硫酸铵(APS)为氧化剂,并掺入适量的碳纳米管(CNTs),制备得到PANI/CNTs复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等分析技术对复合材料进行了表征。结果表明,PANI/CNTs为核壳结构的复合材料,呈纤维状,PANI均匀包覆CNTs。电化学测试结果表明,在1.0 A/g的电流密度下,PANI/CNTs电极比电容是478.48 F/g;1000次循环后PANI/CNTs比电容保持率是70.01%,而传统方法制得的PANI只有49.10%。该方法制得的PANI/CNTs复合材料较传统方法获得的PANI单一材料的比电容高,且循环寿命明显提升。该方法为高性能超级电容器电极材料制取提供重要途径。

过渡金属掺杂TiO_(2)纳米片的制备及其增强光催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为反应物前驱体,采用溶剂热法制备了一系列过渡金属(TM=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)掺杂TiO_(2)(TM-TiO_(2))纳米片状结构光催化材料.利用XRD,TEM,UV-Vis DRS,XPS等手段表征了材料的结构、形貌及光学特性.通过罗丹明B(RhB)降解实验测试了上述材料的光催化活性并讨论了光催化作用机理.实验结果表明:与纯TiO_(2)相比,TM-TiO_(2)的光催化活性明显增强,不同的TM掺杂浓度对TM-TiO_(2)光催化性能的影响存在一定的差异,其中Cu-TiO_(2)表现出相较于其他4种过渡金属离子掺杂TiO_(2)更优的光催化性能.TM-TiO_(2)光催化性能的提高得益于离子掺杂在TiO_(2)晶格中引起的局部晶格畸变增强了TiO_(2)的光吸收能力,同时有效促进了光生电子与空穴的分离.

含硅聚芳酰胺的合成及其应用研究进展

含硅聚芳酰胺是一类指主链含有硅芳基结构的酰胺类聚合物.硅芳基结构的引入,能够增加分子主链柔顺性,显著改善聚芳酰胺材料的溶解与熔融加工性能,而且不会破坏材料的长程共轭结构,并能支持电子传输,拓展了其在光电领域的应用.综述了含硅聚芳酰胺的研究进展,重点介绍了含醚、酰亚胺、喹喔啉、噻吩、芴等结构的含硅聚芳酰胺材料合成方法、性能.总结了含硅聚芳酰胺材料在电致发光、光致变色、涂料以及吸附与分离材料等领域内的应用研究成果,最后对未来含硅聚芳酰胺的研究方向进行了展望.

一种含氟类聚酰亚胺的合成与表征综合实验设计

主要针对辽宁科技大学应用化学专业实验项目设计了含氟类聚酰亚胺的合成与表征的综合设计性实验。通过实验设计了含氟芴基二胺9,9-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基苯基)芴的方法,再加入不同比例不同种类的三胺,与CBDA聚合生成聚酰胺酸溶液,涂膜、热酰胺化得到含氟的聚酰亚胺薄膜,并通过红外、DSC、拉伸强度、透光率来对聚酰亚胺薄膜进行表征。添加含氟基团可以提高聚酰亚胺的性能,使其有更广阔的应用。

刚柔并济聚氨酯基固态聚合物电解质

采用聚乙二醇(PEG2000)与对苯二异氰酸酯(PDI)及六亚甲基二异氰酸酯(HDI)嵌段共聚反应制备聚氨酯基体材料,向其中掺杂锂盐,制得固态聚合物电解质,并对所得材料进行了结构表征和电化学性能测试。结果表明:共聚反应降低了PEG的结晶度,使固态电解质的室温离子电导率达7.40×10^(-5) S/cm。PDI的刚性及HDI的柔性在体系中均得以呈现,使固态电解质的拉伸强度达61.6 MPa,杨氏模量达62.9 MPa,断裂伸长率达65.6%,拉伸韧性达22.7 MJ/m^(3)。利用所得固态电解质组装Li/LFP全固态锂金属电池,在0.1 C倍率下循环100次后放电比容量为121.3 mAh/g,容量保持率为82%。

嵌入式银纳米线/聚酰亚胺复合薄膜制备及电加热器应用

以2,2′-双(三氟甲基)二氨基联苯和环丁烷四甲酸二酐为原料,添加离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐,制备无色透明的聚酰亚胺薄膜。采用简易快捷的喷涂和涂布方法制备了嵌入式银纳米线/聚酰亚胺复合导电薄膜,其具有优异的透明性、低薄层电阻、高热稳定性、抗弯折性和快速电致热响应性等优点。该复合薄膜可用作电加热器,在低电压下具有高的加热温度,展示了其在变色显示和加热人体关节方面的应用,在可穿戴电子设备等场景中具有广阔的应用潜力。

高效液相色谱法快速测定水产品中碱性黄Ⅱ

建立高效液相色谱分析检测法测定水产品中的碱性黄Ⅱ。方法采用甲醇均质器提取后,用甲醇溶解注入高效液相色谱仪,由ODS-C_(18)柱,(4.6mm×250 mm,5μm)快速分离后进入紫外检测器于432nm进行测定。结果水产品中碱性黄Ⅱ在0.02~2mg·L^(-1)范围内线性关系良好(r^(2)≥0.999),平均回收率在93.6%~102.0%之间,检测法相对标准偏差(RSD)低于10%,检测法检出限(LOD)为0.004mg·kg^(-1),检测法定量限(LOQ)为0.016mg·kg^(-1)。结论该方法前处理准确性好、灵敏度高,可实现水产品中碱性黄Ⅱ的快速测定。

聚天冬氨酸衍生物的合成及性能研究

合成了分别含羟基和磺酸基的聚天冬氨酸衍生物 ,测定了它们的阻垢分散性能 ,并与聚天冬氨酸、聚丙烯酸钠、水解聚马来酸和 2 -膦酸基丁烷 -1,2 ,4-三羧酸水处理剂作了比较。结果表明 ,当质量浓度为 12mg/L时 ,以上6种药剂对CaCO3的阻垢率分别为 61 5 %、88 7%、92 4%、87%、68 9%、94% ;对磷酸钙的阻垢率分别为 94 7%、78 6%、2 7 8%、16 6%、18 8%、15 4% ;在质量浓度为 5～ 3 0mg/L、分散氧化铁时上清液最小透光率分别为 89%、3 9%、74%、86%、97%、72 %。含磺酸基的聚天冬氨酸衍生物综合性能较好。