基于聚苯乙烯模板的二维光子晶体的制备

给出了一种制备聚苯乙烯小球蛋白石结构光子晶体,并运用单层聚苯乙烯小球为模板制备了一系列二维光子晶体的方法,包括α-Fe_2O_3二维碗状光子晶体和ZnO柱二维光子晶体结构,并通过大面积反射谱测量了聚苯乙烯胶体光子晶体的光子带隙.聚苯乙烯小球模板法制备方法简单,成本低,重复性好,而且是大面积生长,为制备各种形貌的二维光子晶体提出了新思路.

聚苯乙烯模板制备中空Co-N共掺杂碳基复合材料及氧还原性能

采用一种简单有效的模板辅助方法制备了具有分级多孔和中空结构的Co,N共掺杂碳基复合材料(CoNHC)。通过在聚苯乙烯(PS)微球表面原位生长沸石咪唑盐骨架(ZIF-67),以及热解去除PS模板同时碳化ZIF-67,构建了该催化剂独特的结构。所得催化剂在碱性电解质溶液中显示出优异的氧还原反应(ORR)活性,其中Co-NHC-5的起始电位、半波电位和极限扩散电流密度分别是0.94V,0.82V和5.45mA/cm^(2),优于商业Pt/C催化剂;其ORR过程转移电子数为3.89,接近四电子转移过程;其优异的ORR性能归因于其具有大的比表面积、多孔结构、高含量的吡啶氮和石墨氮活性位点。该催化剂还显示出比Pt/C更好的甲醇耐受性和稳定性,可用作燃料电池的ORR电催化剂。

轻质高强交联聚苯乙烯泡沫的软模板法制备——从块材到选择性透过膜材料

轻质高强高分子泡沫材料具有隔音降噪、保温节能、缓冲减震等突出性能,在高端制造领域应用广泛.然而,品种少、制备技术门槛高等突出问题的存在严重制约了其应用.本文在回顾已有轻质高强高分子泡沫材料品种和制备工艺的基础上,重点介绍了作者团队在过去十几年里发展起来的软模板基轻质高强交联聚苯乙烯泡沫(STPS)材料的制备工艺和材料特点,以及从高载荷承力块材到选择性透过膜材料的实现策略.在此基础上,对比了STPS膜材料与膨体/烧结聚四氟乙烯(PTFE)膜的制备工艺和性能特点,展望了凝胶乳液模板法工艺与STPS泡沫材料的未来发展趋势.

聚苯乙烯球模板辅助电沉积制备多孔片晶ZnO薄膜

以pH值为5.0±0.1的0.5 mol/L Zn(NO3)2溶液为电解液,在聚苯乙烯球(polystyrene spheres,PS)模板的辅助下,采用电沉积方法制备了多孔片晶ZnO薄膜.沉积电位为-0.8 V和-0.9 V,水浴温度为70℃.用扫描电镜观察了ZnO薄膜的表面形貌.用X射线衍射和紫外/可见光分光光度计对薄膜的性能进行了表征.结果表明:沉积电位对薄膜形貌有着显著的影响;多孔片晶ZnO为六方纤锌矿结构;在300～900 nm波长范围内透光率较低,并随波长减小呈近似线性降低.此外,对PS模板辅助电沉积制备多孔片晶ZnO薄膜的形成过程进行了讨论.

用聚苯乙烯微球模板组装有序多孔氧化锌薄膜

在洁净的玻璃基片上通过浸提法组装了有序的聚苯乙烯微球(polystyrene spheres,PS)阵列模板。将PS模板再用浸提法垂直浸渍到ZnO溶胶中,在毛细管力的作用下ZnO溶胶进入到微球的间隙中形成凝胶,最后经煅烧除去PS模板而得到多孔ZnO薄膜。模板的反射光谱证实其堆积方式为面心立方结构。用扫描电镜观察了ZnO薄膜的表面形貌。用X射线衍射和紫外/可见光分光光度计对薄膜的性能进行了表征。结果表明:溶胶的浓度和PS模板在溶胶中的浸渍时间对薄膜的形貌有显著的影响,多孔薄膜孔径较微球直径收缩约30%。得到的ZnO薄膜经500℃煅烧后为六方纤锌矿结构,在波长大于550nm后其光谱透过率可达80%以上,禁带宽度约为3.22eV。

聚苯乙烯球模板法制备二氧化钛纳米环(英文)

TiO2 nanorings were synthesized using the polystyrene nanospheres of 85 nm prepared by micro-emulsion polymerization as template. The result TiO2 nanorings were characterized by FE-SEM and XRD. Results showed that the inner diameter of the TiO2 nanorings matched size of the polystyrene nanospheres used, and the thickness with nanometer size depended on that of the TiO2 gel coated on the PS surface.

空心板梁聚苯乙烯泡沫芯模板施工技术

针对空心梁板的预制常采用空气胶囊芯模施工技术,此技术施工成本较高,上浮控制和脱模时间不易控制,容易造成空心板顶板和腹板厚度不足而产生工程缺陷问题,对空心板梁采用免拆聚苯乙烯泡沫芯模板的施工原理进行了阐述,结合在河北省某高速公路预应力空心板梁制作的工程实践,提出了一套制作简单,操作方便、成本较低,有利于环境保护的免拆聚苯乙烯泡沫芯模压杆预制空心板梁的施工技术,经实践证明,取得了良好的经济和社会效益,值得推广。

拼装式现浇混凝土墙体免拆模板技术

本技术以块状发泡聚苯乙烯为内外模板 ,配以托板和对拉片 ,组成免拆模模板 ,用以施工各种现浇混凝土墙体。

模板辅助电化学沉积三维有序大孔Fe-Ni合金膜

三维有序大孔磁性材料在光子晶体和新功能磁性材料方面具有潜在优势.采用电化学沉积方法制备三维有序大孔Fe-Ni合金,将聚苯乙烯(PS)微球在ITO导电玻璃上自组装高度有序的胶体晶体阵列作为模板,向模板空隙中电沉积Fe-Ni合金,去除PS模板后获得六方密排多孔结构的Fe-Ni合金薄膜.采用金相显微镜和扫描电子显微镜对多孔薄膜的微观结构进行表征,结果表明,多孔薄膜孔径的大小由模板聚苯乙烯微粒的粒径决定,不同孔径的薄膜由于布拉格衍射呈现出不同的颜色.通过调整沉积时间和沉积温度可以控制有序大孔材料的结构和厚度.

基于胶体晶体模板的表面图案化构建及其应用进展

在基材上将不同的纳米构件,如纳米点、纳米柱、纳米管、纳米球等图案化的过程是制作实用器件的先期必备步骤。常见的构建方法有光刻方法、纳米压印和铸模成型工艺、扫描探针显微镜(SPM)写入技术及模板法。模板法最吸引人的地方在于可以将模板的结构特征转移到基板表面,从而获得与模板具有相似形貌的表面图案。与光刻法(尤其是电子束和聚焦离子束刻蚀)和SPM相比,模板法适合于制造大规模有序表面结构阵列,省时且设备成本低。本文主要介绍基于PS、SiO2等微球模板的表面图案化技术,并对近年来各类图案化器件在分析化学上的应用进行了回顾。

双模板法制备分级孔ZnO及其电致发光性能

以P123为介孔模板、以Zn(Ac)2·2H2O和LiOH·H2O为原料制备ZnO前驱体溶胶,对聚苯乙烯(PS)微球模板进行填充,55℃干燥后形成凝胶。经过600℃高温煅烧除去有机模板剂P123和PS,从而得到了具有介孔/大孔分级结构的ZnO材料。采用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对分级孔结构ZnO材料进行了表征,并研究了其电致发光性能。结果表明,相同条件下介孔/大孔分级结构ZnO材料的发光强度是介孔ZnO材料的3.3倍。

三维有序大孔杂化材料SiW_(11)O_(39)^(8-)-SiO_2和γ-SiW_(10)O_(36)^(8-)-SiO_2的制备与表征

通过溶胶 -凝胶和聚苯乙烯模板等方法制备了含缺位 Keggin阴离子 Si W1 1 O8- 3 9和 γ-Si W1 0 O8- 3 6的三维有序大孔杂化氧化硅复合材料 ,并通过紫外漫反射光谱 ( UV/ DRS)、傅里叶变换红外光谱 ( FTIR)、固体核磁共振波谱 ( MAS NMR)等手段对其结构进行了表征 .结果表明 ,杂化材料中的 Keggin阴离子仍保留其基本骨架结构 ,但其与氧化硅基体之间存在化学作用 .杂化材料的孔道结构用扫描和透射电子显微镜 ( SEM和TEM)进行表征 ,其平均孔径为 ( 335± 5 0 ) nm.对杂化材料孔壁的微孔性通过氮气吸附进行了测定 .此类材料对水溶液中羟基丁二酸的降解反应具有活性 ,光催化过程中未发现 Keggin阴离子自载体中脱落的现象 .

多孔纳米氧化铜修饰电极的制备及分析应用(英文)

利用胶体晶体模板法和循环伏安电镀法成功地在铜电极表面合成了多孔纳米氧化铜薄膜,并应用于碱性溶液中葡萄糖的直接电催化氧化.制备的修饰电极在5μmol/L～3.2mmol/L的浓度范围内对葡萄糖具有线性响应关系,灵敏度为37.99A·m·mol-1,达到稳定电流值所需要的时间小于3s.在3倍信噪比条件下,该传感器的检测限为0.37μmol/L,明显优于其他非酶传感器,这要归功于多孔氧化铜的结构,该结构能够增加电极表面的活性位点,提高葡萄糖氧化过程中的电子转移速率.同时,该传感器对实际血样的测定具有很高的准确度,结果表明,该多孔氧化铜材料具有较高的灵敏度和选择性,在非酶葡萄糖传感器领域具有广阔的应用前景.

三维有序大孔H_3PW_(12)O_(40)-SiO_2功能材料的制备、表征及催化性能研究

以杂多酸H3PW12O40(PW12)与正硅酸乙酯(TEOS)混合溶胶,采用胶晶模板法结合煅烧去除模板工艺,成功地制备了PW12/SiO2物质的量比在1/10～1/40之间的三维有序大孔(3DOM)PW12-SiO2催化剂.经SEM,N2吸附,XRD和FTIR等研究表明,PW12含量较低的样品,大孔结构三维规整性十分好.在410℃氧化分解胶晶的条件下,PW12基本保持一级Keggin结构.PW12在样品中以分子簇或微晶存在,其大小随含量增加而增大.PW12高含量时,其含氧键的FTIR振动与纯PW12的基本一致,但低含量时含氧键振动有一定偏移,显示PW12/SiO2相互作用较显著.样品酸性随杂多酸含量增加而增加,但PW12/SiO2物质的量比超过1/30时酸性便减小,呈火山型曲线变化规律.对1-十二烯烷基化反应的催化活性随PW12/SiO2物质的量比的变化与酸性变化有相同的规律.但所有样品的催化反应活性均远高于纯PW12,并且有良好的重复使用性能,使用4次后仍保持新鲜催化剂活性的78%.

Ag掺杂型空心TiO_2纳米微球的制备与表征及其光催化性能

通过甲基丙烯酸与苯乙烯的乳液聚合制备了表面载有阴离子的聚苯乙烯(PSt)纳米乳胶粒.在乙醇与水的混合溶剂中,用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性.以此乳胶粒为模板,加入钛酸四丁酯和硝酸银制备了Ag2O掺杂型聚苯乙烯/二氧化钛(PSt/TiO2)复合微球.对该微球在180℃进行液相预处理、干燥、500℃烧等步骤制备了Ag掺杂型Ag-TiO2复合粒子.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段对PSt/TiO2复合粒子及Ag-TiO2空心粒子的形貌及晶体结构等进行了表征.考察了Ag-TiO2复合粒子在紫外光(365nm)与紫外-可见光(370-760nm)下对罗丹明B(RhB)降解的催化活性.结果表明,与不含银的TiO2空心微球相比,在紫外光照射下,银含量(nAg/nTi)为0.1%的Ag-TiO2复合粒子对RhB的降解率提高了11%左右;在紫外-可见光照射下,nAg/nTi为1.0%和2.0%的Ag-TiO2复合粒子对RhB的降解率提高了30%左右.

不同方法制备的磷钨杂多酸功能化3DOM-SiO_2材料性能研究

磷钨杂多酸功能化的3DOM-SiO2材料以直接浸渍和溶胶凝胶-胶晶膜板法制备,后一方法的模板去除分别采用了溶剂萃取和高温煅烧工艺。通过SEM、TEM、BET、EDXS测试,考察了大孔材料的孔结构特征及孔壁组成,所制备大孔材料均显示了良好的三维规整性,尤其是煅烧样品,它不但孔结构优异,且孔壁粒子堆积致密、比表面积较大,强度较高。XRD、FTIR表征显示以溶胶凝胶法制备的样品中,杂多酸与载体间存在的化学作用,导致杂多酸特征峰发生一定的位移,但仍保持杂多酸Keggin结构。吡啶吸附表明所得样品均存在B酸中心,并以苯和十二烯的烷基化催化反应表征了所得样品的催化活性及再使用性,结果显示所有样品均具有良好的催化活性,按单位杂多酸计算,浸渍样品催化活性最高,但杂多酸易脱落,再使用性差;煅烧样品具有最佳的催化活性和再使用性。

铁磁性坡莫合金纳米环的制备与磁性研究

铁磁性纳米环是一种纳米尺寸的环状实体,由于具备高密度磁存储的能力,被认为是下一代高性能存储器——磁随机存储器(MRAM)的重要结构单元。利用聚苯乙烯微球模板法制备了单分散的坡莫合金Ni75Fe25(NiFe)纳米环,并用扫描电子显微镜(SEM)表征了纳米环的分布情况;用振动样品磁强计(VSM)测量了NiFe纳米环的磁化曲线,显示出两种磁状态,即涡旋态(Vortex state)和双畴态(Onion state),并利用OOMMF软件对NiFe纳米环的磁化翻转过程进行微磁模拟,观察到纳米环不同磁化状态下的自旋组态。

巯基功能化多级孔SiO_2的制备及其对水中Hg^(2+)的去除

采用胶晶模板法,以正硅酸乙酯为硅源,以聚苯乙烯(PS)为模板剂,以三甲氧基硅烷为巯基功能化接枝剂,制备了多级孔结构的巯基功能化SH-SiO_2材料.以此为吸附剂探究了间歇式动态吸附条件下吸附剂用量、吸附时间及pH值对水中Hg^(2+)去除效果的影响.并采用TEM、SEM、FTIR、N_2-物理吸附、压汞及ED对材料进行结构和组份分析表征.结果表明,所制备的多级孔SH-SiO_2空间形貌呈有序的大孔(～200 nm)、介孔(3～20 nm)及微孔(<5 nm)多级孔结构.间歇式动态吸附方式表明,当吸附剂中S含量为8.52%,用量为10mg,吸附时间为70min,溶液的pH值为7.5～8时,水中Hg^(2+)吸附率可达90%以上.

聚合物模板微球表面电性对中空二氧化硅微球形貌的影响

分别以过硫酸钾和偶氮二异丁基脒盐酸盐为引发剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,在水中引发苯乙烯聚合制备了2种表面分别带负电性和正电性基团的聚苯乙烯(PS)模板微球.在氨水催化下,利用正硅酸乙酯的水解缩合,形成PS/SiO_2复合微球,去除模板后得到中空SiO_2微球,并对其进行FTIR、电子显微镜、TGA以及氮气吸附等分析表征.结果表明,PS模板微球表面的电性决定了OH-的分布,从而导致PS模板微球表面SiO_2壳层不同的形成机制.当以表面带负电的PS微球为模板时,可得到树莓状的中空SiO_2微球;而以表面带正电的PS微球为模板时,得到是表面光滑的,具有介孔结构的中空SiO_2微球.