两亲性Janus纳米片的制备及其理化性能评价

以十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)和3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)为改性剂,热可膨胀微球(TEMS)作为模板,提出一种制备两亲性Janus纳米片的新策略。APTMS吸附在TEMS表面,通过溶胶-凝胶处理得到Janus球(TEMS@SiO_(2))。采用HDTMS对TEMS@SiO_(2)进行改性,TEMS受热膨胀使TEMS@SiO_(2)外壳破裂,制备两亲性Janus纳米片。采用FT-IR、TG和TEM对两亲性Janus纳米片的结构进行了表征。将两亲性Janus纳米片分散到模拟地层水中制备纳米流体,并对其稳定性,油水界面张力,乳化能力和提高采收率的能力进行了评价。结果表明:纳米流体(0.1%,质量分数,下同)储存10 d未出现分层,在pH=7时,Zeta电位为31.2 mV,纳米流体稳定性良好。纳米流体(0.1%)10 d的乳化指数为100%,乳化能力优异。纳米流体(0.1%)能够将油水界面张力降至3.2 mN/m。纳米流体驱(0.1%)可显著提高低渗透油藏采收率,在渗透率为8.9×10^(-3)μm^(2)时,可提高采收率21.5%。

钴酞菁修饰两亲性Janus颗粒用于乳液界面光催化染料降解

制备了两亲性雪人状SiO_(2)@聚二乙烯基苯(PDVB)Janus颗粒和钴酞菁(CoPc)催化剂,将CoPc选择性地负载于SiO_(2)@PDVBJanus颗粒的亲水一侧,得到了CoPc-SiO_(2)@PDVBJanus催化剂。通过SEM、TEM、XPS、EDS、FTIR、TG对其进行了表征。将CoPc-SiO_(2)@PDVBJanus催化剂作为乳化剂和界面催化剂用于水/正己烷体系(水包油乳液)中罗丹明B(RhB)的光催化降解反应中,对CoPc-SiO_(2)@PDVBJanus催化剂在水包油乳液中的使用条件和催化性能进行了探究。结果表明,CoPc-SiO_(2)@PDVBJanus催化剂已成功制备,表面存在明显分区,聚合物一侧相对光滑,800℃时质量保留率为32%。该催化剂对RhB降解率最高可达94.6%,相对于负载前催化剂展现出明显的催化优势,并且易于回收并重复利用,循环5次后仍保持良好的催化活性,RhB降解率为80.5%。

三嵌段共聚物自组装法制备两亲性Janus粒子

将系列三嵌段共聚物聚甲基丙烯酸叔丁酯-b-聚甲基丙烯酸肉桂酸乙酯-b-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(Pt BMA-b-PCEMA-b-PDMAEMA)在异丙醇中退火,随后将它们透析到水中自组装得到多隔段胶束,发现其形态与Pt BMA和PCEMA的体积分数有关,与PDMAEMA无关。在紫外光下对PCEMA嵌段进行交联,将交联后的胶束透析到四氢呋喃中,得到了具有表面活性的纳米级两亲性Janus粒子,可降低水的表面张力,且随溶液质量浓度的增加,表面张力逐渐减小,但是低质量浓度时不明显,0.1 g/L时较显著。

基于模板法制备两亲性Janus纳米粒子及其应用进展

Janus粒子是同一粒子中含有两种不同化学组成的非对称结构,其中两亲性Janus粒子是在对立面分别含有亲水基、疏水基两种不同化学基团,作为一种新型纳米材料受到广泛的关注。该文综述了模板法制备不对称结构的两亲性Janus粒子以及其应用领域,包括硬模板法、软模板法、牺牲模板法以及无模板法;综述了两亲性Janus粒子在表面活性剂、牙科粘合剂、微胶囊、功能涂层、催化剂以及生物传感器等方面的研究进展。

两亲性Janus颗粒的制备及乳化性能研究

采用界面保护修饰法将SiO_(2)纳米颗改性为一侧为亲水的Si-OH,另一侧为疏水氟碳链的两亲性Janus颗粒SiO_(2)/FAS,并研究其界面活性以及稳定泡沫和乳状液的性能。结果表明:SiO_(2)纳米颗粒改性前后的粒径无明显变化。通过在两亲性Janus颗粒SiO_(2)/FAS表面上接枝荧光剂(FITC)表征了两亲性Janus颗粒SiO_(2)/FAS,证明其结构的非对称性。当两亲性Janus颗粒SiO_(2)/FAS浓度为0.6%时,其气/液表面张力为31.9 mN/m,具有较好的表面活性。当两亲性Janus颗粒作为胶体表面活性剂时,在界面上吸附形成的固体包裹层能有效地稳定泡沫和乳液,制备的泡沫和乳液具有极好的稳定性,故其在乳化领域上具有较大的前景。