杂化材料的制备、性能及应用

较详细地介绍了杂化材料的概念及其制备方法、性能和应用。重点是有机高分子 -无机杂化材料的制备、性能及应用。

有机-无机杂化纳米材料的制备、表征及性质

利用低温固相反应首次制备了 [(CH3 ) 4 N] 3 PW12 O4 0 ·6H2 O(Ⅰ ) ,[(CH3 ) 4 N] 6P2 Mo18O62 ·9H2 O(Ⅱ ) ,[HMTAH2 ] 2 ·SiW12 O4 0 ·7H2 O(Ⅲ )等纳米粒子 ,并用红外光谱、透射电镜、X射线粉末衍射等手段进行表征 .结果表明 ,粒子大小均一 ,平均粒子直径为 4～ 8nm ,并具有潜在的电荷转移盐性质及非线性光学性质 .

聚氨酯无机杂化材料研究进展及应用前景

介绍了聚氨酯无机杂化材料的性能,叙述了制备聚氨酯无机杂化材料的4种主要方法。重点对国内外聚氨酯无机杂化材料的研究现状进行了分析,对纳米SiO2和蒙脱土杂化的聚氨酯杂化材料进行了着重阐述,进而探讨了无机杂化材料在聚氨酯注浆材料中应用的可能性和今后发展前景。

纳米杂化聚酰亚胺薄膜制备方法的研究进展

概述了纳米杂化聚酰亚胺薄膜的主要特点,分别介绍了采用共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法和插层复合法等方法制备PI薄膜的方法及其性能,分析了各种改性技术存在的问题,并对纳米杂化PI薄膜的发展趋势进行了展望。

纳米粒子表面ATRP修饰及其在生物医学领域中的应用

综述了各种纳米粒子如金属纳米粒子、金属化合物纳米粒子、无机非金属纳米粒子,有机纳米粒子等通过表面修饰引发原子转移自由基聚合而得到各种功能聚合物材料,并对这些杂化材料在生物医学中的应用进行了总结和展望。

氮化硼球形纳米粒子的制备及影响因素分析

高温下硼酸乙酯与氨气在氩气氛围中进行化学气相沉积反应，制备出BN纳米粒子，XRD及傅里叶红外分析显示产物主要组成为六方氮化硼（h-BN）。SEM表明氮化硼颗粒呈球形形貌，粒径在80～120nm左右，ED6分析显示氨化前的反应产物中含有碳、氧等杂质。结果表明可通过控制反应条件来调节氮化硼纳米球粒中碳、氧的质量分数，h-BN表面存在微量的碳、氧有利于改善BN纳米球粒的表面化学活性，由此可制备出氮化硼／有机物纳米杂化材料。

反渗透复合膜技术进展和展望

简要介绍反渗透复合膜的发展现状和趋势.自1978年全芳香族聚酰胺复合膜的成功及其产业化,大大地促进了膜科技和海水淡化的发展,膜的品种不断增多,膜的性能不断提高,低压、超低压、极低压、高脱盐率、高通量、耐污染和抗氧化等一系列的各种复合膜相继进入市场.文章简述了膜材料的选择、传递机理(如:溶解扩散模型、优先吸附-毛细孔流动模型、氢键传递和水与离子通道等)、新的功能单体合成、支撑膜的改进、界面聚合的参数调控和后处理、有机-纳米无机粒子杂化、水通道和离子通道的建立和仿生等的研究进展和发展趋势.

碳纳米管/纳米铁颗粒杂化结构的制备及形成机理

采用催化化学气相沉积法将由C包覆的纳米铁颗粒(FeNP)原位沉积于碳纳米管(CNTs)表面并形成不同形貌的碳纳米管/纳米铁颗粒(CNTs/FeNP)杂化结构。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜对制备的杂化结构进行微观形貌分析和结构表征。结果显示,纳米铁颗粒通过石墨片层结构与碳纳米管相连,具有良好的界面结合。当噻吩的添加量较低时,产物中碳纳米管的直径减小,产量增多。当噻吩的添加量超过0.5%时,可以得到CNTs/FeNP杂化结构。使用X射线能谱仪、X射线衍射仪分析了杂化结构的成分及其相对含量,结果显示体系中的Fe主要以α-Fe、γ-Fe和Fe3C的形式存在,并且Fe的含量随噻吩含量的增加不断增加。通过研究纳米铁颗粒的形成及其在碳纳米管表面的沉积,揭示了CNTs/FeNP杂化结构的形成机理。

微纳米混杂颗粒增强铝基复合材料的设计与研究进展

传统颗粒增强铝基复合材料主要是通过添加单一的微米或纳米颗粒作为增强相来改善铝基复合材料的性能。微米颗粒能显著提高铝基复合材料强度、硬度和耐磨性,但塑韧性却大幅下降;而纳米颗粒在提高强度的同时能够保持较好的塑韧性,但由于纳米颗粒的比表面能大,易团聚,制备高体积分数的颗粒增强铝基复合材料比较困难,因此传统铝基复合材料在高科技领域的应用受到一定的限制。为了解决复合材料发展的瓶颈,采用微纳米混杂颗粒增强的设计思路,充分发挥各自增强相的优势和耦合效应,制备出了高性能的混杂颗粒增强铝基复合材料。本文综述了微纳米混杂颗粒增强铝基复合材料设计思路、强化机制及制备技术等方面的研究现状,指出微纳米混杂颗粒增强铝基复合材料存在的问题,并展望了未来的发展方向及需要解决的问题。

纳米二氧化硅改性聚偏氟乙烯膜的研究进展

叙述了普通纳米二氧化硅(SiO_2)、疏水性气相纳米二氧化硅(SiNPS)、氟化二氧化硅(f SiO_2)以及离子液体接枝改性纳米二氧化硅(IL-SiO_2)对聚偏氟乙烯(PVDF)杂化膜的微观结构、化学性能及力学性能产生的影响及其机理,总结了纳米SiO_2在PVDF膜改性中的研究现状。通过分析目前纳米SiO_2改性所存在的问题,认为研发功能良好,成本低廉的改性纳米SiO_2成为未来的研究热点,探索与PVDF膜的制备方法及用途相对应的最佳的纳米SiO_2改性方法,是未来的发展趋势。

杀菌性纳米杂化氟硅树脂的合成及成膜形貌

目的合成一种具有拒水、拒油与抗菌一体的防护材料。方法在酸催化下,将全氟己基乙基三甲氧基硅烷(FTMS)与有机硅杀菌剂--(三甲氧基硅丙基)十八烷基二甲基氯化铵(TMSPQ)及正硅酸乙酯(TEOS)进行水解,次序共聚,制得一种兼具良好拒水、拒油和杀菌性能的长链氟烃基/季铵基共改性的氟硅树脂(QFS)。用FT-IR、TEM、AFM、XPS等仪器表征研究了QFS的结构、成膜形貌和性能。结果新合成的QFS为典型的无机-有机纳米杂化树脂,且在透明状QFS体系中存在大量球状、纳米组分且平均粒径约为164.2 nm。受此球状结构及长链氟烃基的影响,QFS在基材表面呈现出一种凹凸不平、微观结构相对粗糙的形貌,同时在AFM扫描范围为5μm×5μm内QFS膜表面的均方粗糙度Ra达1.273 nm,且从FESEM可看出QFS涂膜微观表面由微纳米结构组成。在QFS合成时,当FTMS的加入量为25%时,QFS涂膜的水接触角(θ_(WCA))可达145.0°,滚动角最小为12°,耐油笔性最高为79次。通过抑菌圈试验,QFS对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有良好的杀菌抑菌效果,其抑菌圈大小分别可达到18.1 mm和15.8 mm。同时,分别通过一锅共聚和次序共聚法合成QFS,最后从涂膜的水接触角、膜的厚度、平均粒径和粒径范围等综合考虑,选择次序共聚法合成。结论含有低表面能长链氟烃基和杀菌性季铵基的QFS制备的涂膜可从拒水、拒油和抗菌3个方面对基材起到良好的防护作用。

利用激光烧蚀法制备表面等离子体可调谐的金核银壳层纳米颗粒胶体

利用激光烧蚀方法在水中制备了金核银壳层纳米颗粒胶体,发现这种复合胶体的等离子体振动吸收峰频率会随着激光烧蚀时间的不同而发生改变。利用等离子杂化理论定性解释了共振吸收峰可调谐的物理机制.

氟硅丙烯酸酯/SiO_2纳米杂化粒子的制备及其涂层耐沾污性能

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯(12FMA)、乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米SiO_2、反应型乳化剂为原料,合成了一种疏水杂化无皂乳液[SiO_2@P (MMA/BA/12FMA)]。研究了反应型乳化剂用量对单体转化率、乳液粒径分布的影响。当乳化剂用量为单体总量3. 5%时,单体转化率可达到95. 9%。当12FMA用量为单体总质量15%、改性SiO_2用量为单体总质量1. 5%时,涂膜表面自由能最低,水接触角达到128. 1°。乳液可在水泥基材表面形成一层疏水防护膜,水接触角可达到144. 4°,防污能力达到水洗满意的效果。

季铵化壳聚糖/纳米氧化锌杂化胶体粒子的制备及性能

以羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(QAC)和L-半胱氨酸(L-cys)为稳定剂制备羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖/纳米氧化锌(QAC/ZnO)杂化胶体粒子。通过红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、热重分析对QAC/ZnO杂化胶体粒子的化学组成进行分析;用Zeta电位仪、纳米粒度仪、透射电镜对杂化胶体粒子的粒径及形貌进行了系统的表征;通过紫外、细胞实验等对杂化胶体粒子的紫外透光率、抗氧化性、光催化活性以及细胞毒性进行了表征。结果表明,QAC/ZnO杂化胶体粒子具有良好的紫外线屏蔽性和抗氧化性,且无细胞毒性,在防晒化妆品领域有一定的应用前景。

聚酰亚胺/纳米钛系粒子杂化膜制备与性能

采用原位聚合法和流延成膜法制备了系列纳米钛系粒子含量的聚酰亚胺(PI)/TiO_(2)和PI/BaTiO_(3)杂化膜,以γ-巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂(KH590)对纳米钛系粒子进行表面处理以提高有机-无机相之间的界面相容性,通过傅里叶变换红外光谱、广角X射线衍射对杂化膜的结构进行研究,同时分析了TiO_(2)和BaTiO_(3)对杂化膜热性能、亲水性、介电性和力学性能的影响。杂化膜结构研究表明,原位聚合法成功地将纳米钛系粒子引入PI基体中,纳米钛系粒子的掺杂没有破坏PI分子链的有序排列;PI/TiO_(2)杂化膜的热失重5%温度(T5%)较纯PI膜都有所降低,而PI/BaTiO_(3)杂化膜的T5%普遍高于纯PI膜,纳米钛系粒子质量分数达到5%时,PI/TiO_(2)和PI/BaTiO_(3)杂化膜的T5%达到最大,分别为540℃和584℃。杂化膜的亲水性和介电强度较纯膜均得到了较大提高,但力学性能均有不同程度的降低,当纳米钛系粒子质量分数为15%时,PI/TiO_(2)和PI/BaTiO_(3)杂化膜的接触角最小,分别为79.3°和77.3°,且PI/BaTiO_(3)杂化膜的力学性能、亲水性和介电强度均高于PI/TiO_(2)杂化膜。

微/纳米双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

采用粉末真空热压烧结机,将微米尺度的SiC颗粒、Al-Si合金基体粉末与反应剂CuO粉末混合后加热到一定温度,使CuO与Al发生原位反应,生成纳米尺度的Al2O3颗粒,然后冷却、热压,制得(微米SiC+纳米Al2O3)/Al-Si双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料,并对复合材料进行热处理强化。研究了不同的原位反应加热温度、热压温度、热压压力对复合材料组织、硬度及磨损性能的影响。结果表明,采用微米SiC及纳米Al2O3混杂颗粒强化、热压强化、热处理强化等强化后制备的铝基复合材料具有较高的硬度及耐磨性。原位反应加热温度为620℃、热压温度510℃、热压压力3MPa时,复合材料试样组织细小致密,硬度及耐磨性最好,复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。

风挡玻璃表面涂层的制备与研究

在众多的涂层材料中,有机无机复合涂层材料在改善有机玻璃表面性能方面表现出独特的优点。本文中选择以透明甲基硅树脂为有机涂层,而后在有机涂层中添加纳米级陶瓷颗粒。固化成膜后,陶瓷纳米颗粒均匀分散在甲基硅树脂分子链中,无机相的存在将明显改善有机基体表面性能,将有机玻璃的耐磨性提高到了无机玻璃的水平。

高折射率TiO2纳米杂化材料的制备及性能研究

以1,2-乙二硫醇、四溴双酚A环氧树脂和9,9-二[(2,3-环氧丙氧基)苯基]芴为原料,LiOH的甲醇溶液为催化剂,采用巯基-环氧点击化学反应制备含S和Br元素的聚合物基体;以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法和分段热固化制备出透明高折射率TiO2纳米杂化材料。通过红外光谱、纳米粒度仪、椭圆偏振光谱仪、透射电子显微镜和紫外-可见分光光度计等仪器对其结构、性能进行表征。结果表明:TiO2粒子在聚合物基体中成功合成并以纳米尺度均匀分散,材料在可见光区域有很高的透光率,大多在95%左右;随着TiO2粒子杂化量的增加,在486 nm处的折射率由1.660 2提高到了1.756 5,阿贝数由21.65提高到34.63。

阳离子化热响应微凝胶的合成及在二氧化硅矿化中的应用

采用无皂乳液聚合技术,在亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂的情况下,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)发生共聚,生成具有阳离子功能化的热响应微凝胶poly-(NIPAM-co-DMC).TEM研究表明该微凝胶粒子的粒径约为200 nm左右,具有规则的球形形态.DLS和1H-NMR研究证实了微凝胶粒子的最低临界溶液温度(LCST)在34℃左右.进一步以此微凝胶为模板,在中性条件下,以四甲氧基硅烷(TMOS)为硅源,在此模板上仿生沉积S iO2,生成poly(NIPAM-co-DMC)/S iO2杂化纳米粒子.FTIR、TEM、1H-NMR及TGA等研究表明S iO2在聚合物模板上发生了沉积.能谱分析进一步证明了S iO2主要分布在杂化纳米粒子的壳层区域.另外,当矿化反应温度高于微凝胶的LCST值时,体系生成了具有明显核壳结构的异形杂化粒子.

PLGA/TiO_2纳米药物缓释载体的研究

首先利用硅烷偶联剂(KH550)对纳米二氧化钛表面进行预处理,得到氨基改性的二氧化钛,然后与带有高活性端基的丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)反应,制备纳米药物缓释载体PLGA/TiO2有机-无机杂化材料.通过核磁(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试方法对杂化材料的结构与形貌进行表征.结果表明,PLGA成功接枝到了TiO2纳米粒子的表面,平均接枝量为14%左右,与纯纳米TiO2粒子相比,杂化材料的分散性得到较好的改善,无明显团聚现象,并对模型药牛血清蛋白(BSA)表现出较好的吸附能力,吸附量由43.3%提高到81.3%.然后采用水包油包固体(S/O/W)乳化法以PLGA为载体分别包裹上述含药纳米TiO2粒子和杂化粒子,比较两者的载药量和包封率,发现后者的载药量和包封率显著提高分别为14.6%和96%,且微球表面光滑,体外释放中突释较小.