木质素基偶氮聚合物胶体球的制备

利用造纸废液中的碱木素(AL)合成了木质素基偶氮聚合物(AL-azo-COOEt),并研究其自组装胶体化过程.木质素偶氮聚合物的成功合成通过核磁共振氢谱(1H NMR)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和元素分析等表征方法得到证实.激光光散射(LLS)监测了AL-azo-COOEt的胶体化过程,自组装形成的胶体球利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和元素分析等进行表征.结果表明,木质素偶氮聚合物通过疏水聚集作用可以形成规整的实心胶体球,且为内部较疏水外部较亲水性质的结构.木质素偶氮聚合物胶体球可以包载疏水性药物阿霉素(DOX),且其缓释性能可以通过缓冲溶液的p H值来调控.

Eu(TTFA)_3掺杂SiO_2胶体球的制备与荧光光谱特性

制得了稀土配合物Eu（TTFA）3掺杂的SiO2胶体球，并用透射电子显微镜（TEM）和荧光分光光度计对其形貌和荧光光谱特性进行了详细地研究。TEM形貌分析表明，掺杂SiO2胶体颗粒具有球状的外形和光滑的表面，平均直径约为300nm。荧光光谱分析表明，该稀土配合物掺杂胶体颗粒具有Eu^3＋离子典型的荧光光谱特性，荧光寿命约为290μs。进一步分析实验数据，发现在Eu（TTFA）3掺杂浓度为质量分数0．5～1．5的范围内，荧光强度随着掺杂浓度的增加而增加，而荧光寿命几乎不随掺杂浓度而变化。

光子晶体用二氧化硅胶体球的改性制备及其自组装

采用一步法制备了表面接枝甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(MPS)的单分散SiO2胶体球,并通过垂直沉积法在40℃、60%相对湿度下组装出有序性较好的密排结构的SiO2光子晶体。傅立叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)结果证明SiO2胶体球表面接枝上了MPS;扫描电子显微镜(SEM)结果表明改性后SiO2胶体球平均粒径为284nm,单分散性较高,平均标准偏差<5%;制备出的光子晶体是面心立方(fcc)紧密堆积结构;吸收光谱表明,所制备的光子晶体在(111)方向具有光子晶体的带隙特性,带隙中心波长为646nm。

Eu(TTFA)_3掺杂SiO_2杂化胶体球的合成及特性

采用改进的碱催化法和种子法分别制得了稀土配合物Eu(TTFA)3掺杂的SiO2杂化胶体球,并用透射电子显微镜和荧光分光光度计对其显微形貌和荧光光谱特性进行了详细地研究.结果表明,两种方法都可以获得单分散性的、稀土配合物掺杂SiO2杂化胶体球,且都具有Eu3+离子典型的荧光光谱特性.Eu(TTFA)3掺杂入SiO2胶体球中后,有机配体TTFA在短波长处的吸收明显增强了,最大的吸收峰位也向短波长方向移动大约20～30nm,Eu3+离子5D0→7F2发射跃迁仍然具有良好的窄线发光特征,同时荧光峰值的形态和位置受SiO2基体的影响发生轻微的变化.

由ZnO胶体球生长光子晶体(英文)

利用重力场下的自组装,将单分散的ZnO胶体颗粒悬浮液自组装为三维光子晶体.通过扫描电镜图谱、反射光谱对制得的ZnO光子晶体进行了表征.结果表明,这种方法可得到排列有序的光子晶体,并且改变反应条件可以控制ZnO胶体球的尺寸.制得的样品有明显的光子禁带,且禁带波长位置随胶体球粒径的减小而蓝移,这是光子晶体的典型特征.

多孔PMoAl胶体球的原位制备及加氢性能研究

采用原位合成方法,制备了一系列具有核壳结构的PMoAl多孔胶体球。通过X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、H2-程序升温还原(H2-TPR)和N2吸附脱附对所制备的材料进行表征。选用二苯并噻吩(DBT)和萘作为模型化合物,研究催化剂结构与活性的关系。结果表明,采用原位制备方法,可以使得Mo物种较为均匀地分散在多孔胶体球上。通过调节反应体系中磷钼酸的添加量,能够有效地调控胶体球的孔结构参数。通过研究催化活性发现,催化剂的孔隙结构对催化活性具有较大的影响。以NiPMoAl(SP)-0.20作为催化剂,反应温度为340℃,二苯并噻吩的转化率可达99.87%,萘的转化率可达81.28%。

SiO_2杂化胶体球的显微结构和光谱特性研究

以正硅酸乙酯为原料,制得了稀土配合物Eu(TTFA)3掺杂的SiO2杂化胶体球,采用透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和荧光分光光度计对其显微结构和光谱特性进行了详细的研究。结果表明,SiO2杂化胶体球具有光滑的表面,平均直径约为210nm,尺寸多分散性为4.8%,主要是由四元硅氧烷环骨架结构组成。荧光光谱分析表明,Eu(TTFA)3掺杂的SiO2杂化胶体球具有Eu3+离子典型的荧光光谱特性,同时SiO2基体的存在对Eu3+离子的荧光特性具有一定的影响。

pH响应木质素基胶体球的制备和表征

以造纸制浆废液中的松木碱木质素(AL)为原料,通过季铵化改性,制备了季铵化碱木质素(QAL).QAL与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)通过静电作用形成QAL/SDBS复配物,将QAL/SDBS复配物在乙醇/水混合溶剂中进行自组装得到具有pH响应性的胶体球.采用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、元素分析和静态接触角研究了胶体球的形成过程和结构.研究结果表明,QAL/SDBS复配物通过疏水聚集作用形成具有较疏水的"核"和较亲水的"壳"结构的规整胶体球.在pH=3.0时,由于QAL与SDBS间的静电作用和疏水作用使胶体球能够稳定存在.当pH>7.5时,季铵化碱木质素上的羧基电离,由于静电斥力的作用使胶体球开始解聚,当pH=10.5时,季铵化碱木质素上的酚羟基的电离使得QAL与SDBS间的静电斥力增大,胶体球完全解聚.这种在酸性条件下稳定,中性条件下解聚的胶体球在药物缓释方面具有潜在的应用.

结构与制备条件对两亲性偶氮聚合物胶体球尺寸和光响应性的影响

合成了3种具有不同官能团或官能化度的双亲性多分散偶氮聚合物.系统研究了它们在选择性溶剂中形成聚合物胶体球时,各种因素对胶体球尺寸和光响应性能的影响规律.结果表明,不仅官能团和官能化度对胶体球的尺寸与光响应性有明显影响,具体的制备条件(如初始浓度、沉淀剂加入速率等)对胶体球尺寸和光响应性能也有重要影响.聚合物胶体球的粒径随官能化度的增加而增大;随初始浓度的增加和沉淀剂加入速率的减小而增大.聚合物PEAPE胶体球的光致异构化速率快于PCNPE胶体球的光致异构化速率.聚合物胶体球的光致异构化速率随官能化度的增加而减小;随初始浓度的增加和沉淀剂加入速率的减小而减小.这些影响表现出了明显的规律性.从双亲性聚合物在选择性溶剂中自组装形成胶体球的热力学与动力学因素出发,讨论了上述现象产生的原因.

基于胶体球掩模板法制备图形化蓝宝石衬底

制备并研究了纳米级图形化蓝宝石衬底。采用磁控溅射技术在蓝宝石衬底上沉积SiO_2薄膜,利用自组装方法在SiO_2薄膜上制备单层聚苯乙烯（PS）胶体球阵列,利用感应耦合等离子体干法刻蚀将周期性PS胶体球的图形转移到SiO_2薄膜上,通过湿法腐蚀制备了纳米级图形化蓝宝石衬底。利用扫描电子显微镜对胶体球掩膜、SiO_2纳米柱掩膜和图形化蓝宝石衬底结构进行了观察,研究了湿法腐蚀蓝宝石衬底的中间产物对刻蚀的影响,分析了腐蚀温度和腐蚀时间对蓝宝石衬底的影响。结果表明,湿法腐蚀的中间产物会降低蓝宝石衬底的刻蚀速率。蓝宝石衬底的腐蚀速率随着腐蚀温度的升高而加快;在同一腐蚀温度下,随着腐蚀时间的增加,图形尺寸进一步减小。

改性木质素磺酸钠基竹叶黄酮纳米胶体球的制备及防晒性能

采用自组装法,以竹叶碳苷黄酮(BLF_(70))为芯材,改性木质素磺酸钠(LS/CTAB)为壁材,在无水乙醇-正己烷体系中自组装制备纳米混悬液(NS_(LS/BLF)),添加1%的壳聚糖(CS)作为降色剂,真空冷冻干燥得纳米胶体球冻干粉(NS_(LS/BLF/CS))。结果表明,NS_(LS/BLF/CS)呈白色细粉状,色泽均匀,平均粒径为(402.5±21.0)nm,分散系数为0.351±0.006,平均电位为(-22.1±1.47)mV,包埋率为(80.57±0.55)%。与BLF_(70)相比,NS_(LS/BLF/CS)具有更好的紫外吸收性。本研究开发的NS_(LS/BLF/CS)有望成为商业性能良好的新型复合防晒功能因子。

对胶体球光刻中单层胶体晶体曝光特性的研究

对胶体球光刻中单层胶体晶体(MCC)的曝光特性进行了研究。利用磁控溅射的方法在蓝宝石衬底上生长SiO2薄膜并旋涂光刻胶,通过固液界面自组装的方法在光刻胶上制备了单层胶体晶体。胶体球光刻利用单层胶体晶体作为微透镜阵列,通过紫外曝光的方法在光刻胶上制备微孔阵列。光刻胶上图形的周期性与胶体球的直径有关,并且大直径的胶体球的聚光性能要强于小直径胶体球,在曝光过程中随着曝光时间的增加,由于曝光量的增加以及光刻胶的漂白现象,光刻胶上微孔的尺寸也在增加。最后以曝光后的光刻胶为掩膜,将感应耦合等离子体刻蚀技术(ICP)以及湿法腐蚀相结合,制备出了图形化蓝宝石(PSS)衬底。

负载色素型胶体微球的结构生色墨水的制备

为了实现白色纺织基材的结构生色,在不对基材进行底色处理的前提下,利用数码喷印技术将含有色素的胶体微球墨水施加于基材上,经自组装构筑得到光子晶体结构色。采用三步法制备负载色素型胶体微球——分散染料/聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸)/聚(苯乙烯-N-羟甲基丙烯酰胺)(分散染料/P(St-BA-MAA)/P(St-MMA)),以其为主要组分并复配添加剂配置成结构生色墨水,将结构生色墨水应用于白色纺织品数码喷墨印花。分析分散染料/P(St-BA-MAA)/P(St-MMA)微球的性能,优化结构生色墨水体系,并将所配墨水在白色纺织品上进行数码喷印。结果表明:负载色素的胶体微球单分散性良好、粒径均一可控、球形度良好,具有良好的稳定性。当微球质量分数为1.5%、pH值为7、表面张力调节剂烯丙醇体积分数为0~0.5%、黏度调节剂聚丙烯酰胺体积分数为0~10.0%时,可制得喷印效果优良的负载色素型结构生色墨水;利用该墨水通过数码喷印可在白色基底的纺织品上制得色彩鲜艳的光子晶体结构色图案。该研究为白色底色纺织基材结构生色光子晶体的构筑提供了理论依据。

丁二酸改性二氧化硅胶体球的制备及其胶体晶体的组装

采用Stber法在乙醇介质中合成二氧化硅(SiO2)胶体球.为提高SiO2胶体球的表面电荷密度,将丁二酸化学键合于SiO2胶体球表面.扫描电子显微镜(SEM)结果表明样品平均粒径为473nm,单分散性较高、平均标准偏差小于5%;傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)结果证明丁二酸一端的羧基与SiO2胶体球表面的羟基发生了酯化反应;Zeta电位和标准氢氧化钠滴定测试结果显示,经表面改性后,SiO2胶体球在水溶液中的Zeta电位从-53.72mV提高到-67.46mV,表面电荷密度从0.19μC/cm2提高到0.94μC/cm2.通过垂直沉积法在水溶液中制备出有序性较好的密排结构的SiO2胶体晶体.在SEM下,观察到这种胶体晶体是面心立方(fcc)密排结构.透射光谱表明,所制备的胶体晶体在(111)方向具有光子晶体的带隙性质.

气液界面胶体球刻蚀法制备二维有序多孔薄膜

作为一类重要的二维材料,二维有序多孔薄膜受到人们的广泛关注.气液界面胶体球刻蚀法是近些年发展起来的一种以漂浮在液面上的单层胶体晶体为模板来制备二维有序纳米结构的方法,具有简单、高效、重现性好、适用范围广以及结构参数易调变等优点.近年来,我们课题组利用气液界面胶体球刻蚀法实现了包括多种无机物纳米网、纳米碗阵列和纳米网-纳米碗复合阵列在内的一系列自支撑二维有序多孔薄膜的可控制备,考察了其二维光子晶体性质,并研究了其在刻蚀掩膜、溶剂检测、生物传感、电阻开关器件、光电化学分解水等方面的应用.本文在重点介绍我们课题组研究进展的同时,也简要总结了该领域的整体发展状况并展望了该领域的今后发展方向.

单分散SiO_2胶体球制备及其胶体晶体组装

运用胶体化学法在乙醇介质中合成SiO2胶体球,将制得的样品在30℃下用双氧水浸泡处理48h。用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-TR)、Zeta电位仪和标准氢氧化钠滴定法对其形貌、结构和表面电学性质进行分析。结果表明样品平均粒径为292nm,平均标准偏差小于5%;经双氧水浸泡处理后,SiO2胶体球表面羟基数目增多,在水溶液中的Zeta电位从-55.72mV提高到-63.26mV,表面电荷密度从0.19μC/cm2提高到0.28μC/cm2。通过垂直沉积法,在40℃和60%相对湿度条件下制备出有序性较好、密排结构的SiO2胶体晶体。在SEM下,观察到这种胶体晶体是面心立方(fcc)密排结构,其(111)晶面平行于基底。透射光谱表明,所制备的胶体晶体在(111)方向具有光子晶体的不完全带隙性质。

聚苯乙烯-丙烯酸共聚物胶体纳米球核壳结构及其选择性溶解过程的表征

本文对采用自由基乳液聚合法制备的聚苯乙烯-丙烯酸(polystyrene-acrylic acid,PS-AA)共聚物胶体纳米球进行了微结构表征。发现原始合成的聚苯乙烯胶体球具有典型的核壳结构,磷钨酸(phosphotungstic acid,PTA)优先在核壳界面聚集。中心核主要由疏水性的苯乙烯组成,外壳主要由亲水性的丙烯酸组成。甲苯能对PS-AA胶体球进行原位选择性溶解。溶解过程中,胶体球发生溶胀破裂,中心聚苯乙烯初步溶解,孔结构经历了内径由小到大,孔边缘由粗糙不规则到光滑的变化过程。胶体球形成高分子孔结构,圆孔发生了一定程度的变形。

双组分偶氮聚合物胶体球制备及其光致形变行为研究

研究了2种环氧树脂类含4-氨基-4′-硝基偶氮苯和4-氨基-4′-羧基偶氮苯生色团聚合物(BP-AZ-NT、BP-AZ-CA)双组分胶体球的制备和光致形变行为.通过在上述聚合物的四氢呋喃溶液中逐步加水诱导自组装的方法,得到了BP-AZ-CA/BP-AZ-NT双组分胶体球.在上述两种聚合物自组装形成胶体球过程中,较为疏水的BP-AZ-NT分子先发生聚集,而较亲水的BP-AZ-CA则在形成的胶体颗粒表面发生进一步聚集.在胶体球形成过程中,体系的临界水含量(CWC)主要由BP-AZ-NT发生聚集时的水含量决定,双组分胶体球的外层则含较多的BP-AZ-CA分子.比较单组分胶体球与双组分胶体球在线偏振Ar+激光(488nm,100mW/cm2)照射下的形变行为,进一步证实了通过上述方法可以制备BP-AZ-CA和BP-AZ-NT双组份的胶体球;胶体球形变时的初始拉伸速率由胶体球的外层聚合物分子的性质所决定。

利用胶体碳球为模板制备SiO_2、TiO_2、SnO_2空心球

Colloidal carbon spheres with hydrophilic surface were synthesized using glucose as precursor by hydrothermal methods.Amorphous SiO2,anatase TiO2 and cassiterite SnO2 hollow spheres were successfully prepared using colloidal carbon spheres as template in conjunciton with the sol-gel method.The hollow spherical structures could be confirmed by TEM and SEM.The BET surface area of hollow spheres were about 183.8 m2/g,32.5m2/g,and 74.3m2/g,respectively.

SiO_2胶体微球在真丝织物上的垂直沉积自组装研究

为研发结构生色的真丝织物,以硬质二氧化硅胶体微球为基本结构单元,采用垂直沉积自组装法,通过控制相对湿度、组装温度、胶体微球质量分数和组装溶剂等自组装因素,在真丝基底织物上构造结构色Si O_2光子晶体。研究结果表明:通过严格控制垂直沉积自组装过程的组装因素,在组装温度25℃、相对湿度60%、微球质量分数2.0%、以纯水或纯乙醇为组装溶剂的条件下,可在真丝织物上制备得到三维有序的Si O_2光子晶体结构,呈现双面生色效果。为在纺织品上构建光子晶体结构及其生色理论提供有益的理论支撑和实践经验。