通过粒子辅助水滴模板法制备超疏水材料

利用水滴模板法成功制备出孔径可控的具有结构规则的聚合物多孔膜,并以所制备多孔膜为模板利用反向复刻法复制孔洞阵列结构,得到具有微米级突起阵列结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜片,然后将事先排布好的二氧化硅微球阵列通过热压印法转移到具有微米级突起结构的PDMS膜片上,然后成功制备出具有微纳米复合突起结构的膜片。通过对具有不同突起结构组合的PDMS膜片进行接触角测试发现,膜片的接触角随着其表面粗糙程度的增大而增大,即具有微纳复合结构膜片接触角((150.7±3.2)°)最大,达到了超疏水的效果;无突起结构膜片的接触角((108.9±3.1)°)最小;而仅具有微米级结构膜片的接触角((134.6±1.0)°)居中,这符合目前已知的物质表面浸润性与其表面粗糙度的关系。另外,经测试,具有微纳复合结构的膜片接触角最大达到155°,同时具有非常大的滚动角,使得这种膜片材料具备了粘性超疏水的性能,而这种特殊浸润表面性质可以在液体无损传输、生化分离等领域拥有巨大的应用前景。

两亲性Janus粒子在蜂窝状多孔聚合物膜上的自组装性能

采用具有两亲性的两面体(Janus)粒子实现稳定的粒子界面组装与水滴模板法自组装过程相结合的方法获得了粒子在蜂窝状多孔聚合物薄膜内壁的高效定向修饰.通过与均质粒子组装形貌的对比,证明了Janus粒子因其特殊的界面自组装活性,可以获得高粒子加量条件下的规则多孔结构,解决了使用均质粒子时存在的结构有序性和粒子修饰密度之间的矛盾.而在较低粒子加量的条件下,Janus粒子也展示出与均质粒子极为不同的组装形貌.这一方法的建立,为新型表面功能化材料的制备提供了一个新的思路.

钙和钒离子对钒-溴过氧化物酶催化H_2O_2氧化环己烯反应的影响

在溴化钾存在下,大型海洋藻类珊瑚藻的钒-溴过氧化物酶(V-BPO)可在常温下催化H2O2环氧化环己烯生成环氧环己烷.通过用含1.0mmol/L钒离子和1.0mmol/L钙离子的缓冲溶液透析V-BPO,用恒流泵向反应体系中连续添加H2O2,并优化其它反应条件,可提高该催化反应时空收率.在优化的反应条件下,产物环氧环己烷的时空收率为4.79g/(h·L),对H2O2的收率为74%,均比文献最高值提高了78%.

纳米银颗粒掺杂铋酸盐玻璃的光谱与三阶非线性光学特性研究

采用新型的热化学还原法,制备了银纳米颗粒掺杂的铋酸盐复合玻璃材料。利用紫外-可见吸收光谱观察到了银纳米颗粒表面等离子谐振(SPR)吸收的峰值位移特性,用拉曼光谱表征了引入银纳米颗粒后玻璃的结构变化。借助飞秒激光脉冲激发下的Z扫描与光克尔闸技术,在近红外波段下研究了材料的三阶非线性光学特性。研究结果表明银纳米颗粒铋酸盐复合材料有着亚皮秒级的非线性响应时间,并且其非线性折射率γ在纳米颗粒的热电子效应以及局部场效应的影响下,较基质玻璃最高可以提升29倍。

基于水滴模板法直接致技术制备“高尔夫球”型多孔聚苯乙烯微球

介绍了一种基于传统水滴模板法的新型表面图案化致孔技术,并利用这一技术成功在微米尺寸聚合物球形粒子表面实现多孔结构的制备。这种直接致孔技术通过对传统水滴模板法实施方法的改造,成功实现了在微观尺寸三维结构表面的致孔。首先通过微流道法制备得到尺寸均一的微米级聚苯乙烯(PS)微球;之后在高湿度条件下,对聚苯乙烯(PS)微球进行溶剂的直接致孔处理,得到表面具有多孔结构的"高尔夫球"型聚苯乙烯(PS)微球;并进一步通过对溶剂种类、溶剂用量以及湿度的调控,对实现微球致孔的条件进行了讨论。基于这一溶剂直接致孔实施方法的建立,在水滴模板法实施对象的几何造型局限性上进行了突破。

卟啉铜接枝SiO_2有机-无机复合材料及强的非线性折射率

通过卟啉配合物Meso-四(4-羧基苯基)卟啉铜(简称Cu(Ⅱ)-TCPP)中的羧基与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(NH2(CH2)3Si(OC2H5)3,KH550)中的氨基的相互化学作用,成功地把卟啉配合物接枝到KH550中,随着KH550中乙氧基的水解与聚合反应的进行,卟啉铜连接到固体介质中,从而大幅度提高了卟啉在无机固体介质中的掺杂浓度.将反应产物与γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(CH2CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3,KH560)相杂化,形成物化性能良好、连接卟啉的有机-无机复合材料.用红外光谱表征了Cu(Ⅱ)-TCPP与KH550的化学反应产物,用紫外—可见吸收光谱研究Cu(Ⅱ)-TCPP的分子状态.应用Z扫描技术研究不同Cu(Ⅱ)-TCPP掺杂浓度的复合材料的非线性光学性质,其三介非线性折射率n2达-1.1161×10-16m2/W.

掺杂卟啉铜的TiO_2/SiO_2有机–无机复合材料制备及其非线性折射率

以正硅酸乙酯与钛酸丁酯为前驱体,用溶胶–凝胶法将水溶性的5,10,15,20-四(4-磺酸苯基)卟啉铜(tetra(4-sulfonatophenyl)porphine,TPPS)(Cu(Ⅱ)–TPPS)掺杂到TiO2/SiO2固体介质中,制备了Cu(Ⅱ)–TPPS掺杂TiO2/SiO2有机–无机复合材料。通过分析样品的紫外–可见吸收光谱,研究了Cu(Ⅱ)–TPPS在凝胶基质中的分子状态。结果表明:Cu(Ⅱ)–TPPS在TiO2/SiO2凝胶介质中的最大单体掺杂摩尔分数为10–10。随着Cu(Ⅱ)–TPPS掺杂浓度的进一步提高,在凝胶体系中开始形成Cu(Ⅱ)–TPPS二聚体,且二聚体含量随着凝胶化过程的进行而增多。应用Z扫描技术研究了不同Cu(Ⅱ)–TPPS掺杂浓度的复合材料的非线性光学性质,其三阶非线性折射率达–2.991×10–17 m2/W。

Janus粒子的制备及功能化应用

Janus粒子是指表面具有两种或两种以上不同化学组成或性质的不对称粒子,目前Janus粒子的制备方法仍在发展中,同时也逐渐形成了Janus粒子在生物医药、催化、材料以及防污等领域功能化应用的研究重点。本文从Janus粒子制备和应用两个方面方法来介绍Janus粒子的研究进展。制备方法主要包括表面选择性修饰法、晶种生长法、微流控法、嵌段共聚物自组装法和电化学沉积法等。应用方面则着重介绍了Janus粒子在生物医药、界面催化、表面活性剂、复合材料、微米马达和防污等方面的功能化应用,并对Janus粒子未来的发展趋势做了展望。

酶膜反应器及其在生物催化领域的应用

酶膜反应器是一种新型的生物催化反应设备,它是反应与分离相耦合的装置,集产品分离、纯化和酶回收利用于一体,具有其它方法不可比拟的优势。在强调资源节约,环境友好和清洁化生产技术的今天,显示一些特别的优点,近年来已成为热门的研究领域。本文主要介绍了酶膜反应器的基本原理、特征及其分类,并根据分类对近年来酶膜反应器在生物催化领域的应用研究进行了概述,同时对酶膜反应器存在的问题和发展趋势做了分析和展望。

微结构化弹性体介电层的制备方法与应用

微结构化弹性体薄膜是指在表面或内部具有多孔或者特殊造型阵列的微纳米尺寸结构的弹性体薄膜,这类薄膜作为功能化介电层在柔性电子器件的制备领域获得了广泛的应用。本文从微结构弹性体介电层的制备和应用两个方面来介绍微结构弹性体介电层的研究进展,首先介绍了可用以制备介电层的弹性体的种类,然后综述了多孔和非多孔阵列两大类微结构弹性体介电层的制备方法(氯化钠模板法、糖模板法、碳酸氢盐类模板法、微球模板法和硅模板法等);并介绍了微结构弹性体介电层在应力应变传感器和纳米发电机上的应用。