聚噻吩/壳聚糖层层自组装织物制备及性能研究

研究了以聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸和壳聚糖进行静电层层自组装整理,得到具有防紫外、导电功能的棉织物。采用聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和壳聚糖(CS)通过静电层层自组装技术对棉织物进行表面改性,并研究其导电、防紫外线性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外分析光谱(FTIR)及表面染色色深(K/S值)分析改性棉织物的表观形态结构;采用紫外线防护系数(UPF)评估防紫外线性能,采用两探针法测量织物表面导电性能并得到相应的IV曲线。研究表明:经石墨烯改性后的棉织物展现出超强的紫外线防护性,其导电性能也有相应的提高。组装5次,改性织物的UPF值达到92.39,远高于未处理棉织物(UPF=9.37)。另外,仅组装5次,改性棉织物的表面电阻率由未处理棉织物的7.19×10~7Ω·m降到4.4×10~2Ω·m。     

聚苯并咪唑/两性离子修饰氧化石墨烯复合质子交换膜的制备与表征

合成了两性离子修饰的氧化石墨烯（ZC-GO）,以聚苯并咪唑（PBI）为基体,ZC-GO为质子载体制备了PBI/ZC-GO复合质子交换膜,由于对氧化石墨烯（GO）表面进行了修饰,使得改性石墨烯形成了疏水-亲水结构.测试了复合膜的FT-IR、SEM、吸水率、离子交换容量和质子电导率等性能.结果表明：该质子交换膜具有良好的热稳定性和较高的电导率,在100％相对湿度,80℃时,复合膜（ZC-GO含量为10％）的电导率达到2.2×10-2 S/cm.与纯的PBI膜相比,PBI/ZC-GO复合膜的吸水能力显著提高;其甲醇渗透率为（3.16～7.23）×10-7 cm2/s,虽然与纯PBI膜相比稍有增加,但仍大大低于Nafion膜的甲醇渗透率,有望应用于直接甲醇燃料电池中.     

树枝状聚乙二醇的端基功能化及其在石墨烯三维自组装中的应用

通过功能化的树枝状聚乙二醇作为交联点,实现了未经化学改性的石墨烯的可控自组装,相较于传统自组装方式其三维骨架电学性能更加优异。其具体思路如下:先经酯化反应对具有16个羟基的聚乙二醇(PEG)进行接枝改性,将芘基团引入到聚合物末端。然后以液相剥离法制备的石墨烯为构建单元,以改性聚乙二醇(PEG-Py)作为物理交联点、以芘丁酸作为自组装驱动力调控石墨烯的组装过程,继而经过冷冻干燥得到三维碳基骨架。实验结果表明:PEG-Py在组装过程中起到了物理交联点的作用,且芘丁酸的加入可以极大程度上促进石墨烯三维网络均匀构筑,最终得到的石墨烯三维网络骨架导电率达到5×10-2 S·cm~(-1)。     

聚苯胺基导电织物的制备及其电致变色性能研究

以过硫酸铵为氧化剂,在白色棉布基材上,通过苯胺的"原位"聚合制备得到了聚苯胺基导电棉布(PANI/CCT).研究发现:通过这种"原位"聚合反应,苯胺同棉纤维素之间发生了化学键的结合,且在棉纤维表面生成直径为50~100 nm的聚苯胺颗粒;这些颗粒均匀包覆在棉纤维表面,形成致密的导电层,四电极法测其室温电导率可达1.13×10-3S/cm,导电性优良.此外,制备得到的PANI/CCT具有电致变色性能,在-0.45~0.3 V内呈现黄绿色,在0.3~1.0 V内则呈现深绿色,有望在全固态电致变色织物的制备中获得应用.     

PDA辅助AgO沉积锦纶织物的制备及其抗菌性分析

为提高AgO沉积在锦纶(PA)织物上的含量,以邻苯二酚乙胺(DA)溶液发生自聚反应产生的聚邻苯二酚乙胺(PDA)作为锦纶织物的改性层,制备PDA@PA织物;利用PDA的超强黏附性辅助AgO在锦纶织物上沉积,制备AgO/PDA@PA织物;通过计算PDA和AgO的增重率初步判断PDA改性效果,测定DA溶液自聚的最佳条件;采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜测试AgO/PDA@PA织物,进一步验证PDA改性层对AgO沉积的辅助作用,并测试AgO/PDA@PA织物的抗菌性能。研究结果表明:PDA可有效辅助AgO在锦纶织物上沉积,可使AgO的沉积率达到3.846%,并得到抗菌性能为99%以上的AgO/PDA@PA织物;DA溶液自聚的最佳条件为,在改性溶液pH值为8.5,水浴锅温度为40℃的情况下,DA溶液浓度为3 g/L,H_2O_2的浓度为0.6 mL/L,CuSO_4·5H_2O溶液浓度为1.8 g/L,改性溶液处理织物的时间为2 h。     

羟基磷灰石纳米线/还原氧化石墨烯/纳米金复合材料基传感器在抗坏血酸检测中的应用研究

羟基磷灰石纳米线具有比表面积大、吸附性强,生物相容性好的优点,利用石墨烯优异的导电性与羟基磷灰石复合制成纳米复合材料,该复合材料在电化学领域得到了越来越广泛的应用。利用水热法一步制备出羟基磷灰石纳米线/还原氧化石墨烯/纳米金复合材料,并用该复合材料修饰的玻碳电极作为工作电极制造出抗坏血酸氧化酶传感器,该传感器对抗坏血酸的电化学性能结果表明:纳米复合材料修饰的工作电极对抗坏血酸有优异的电化学活性,峰值电流与抗坏血酸浓度呈现良好的线性关系;抗坏血酸氧化酶传感器灵敏度为1.5949×10-2 A/moL,线性检测范围为3.90×10-4~3.60×10-2 mol/L(R2=0.99845),最低检测限为3.39×10-6 mol/L(S/N=3)。实验结果表明该抗坏血酸氧化酶传感器具有灵敏度好,线性检测范围宽,最低检测限小的优点,在对抗坏血酸检测领域具有广泛的应用前景。     

层层自组装纳米石墨烯整理棉织物电热性能研究

研究纳米石墨烯整理棉织物的电热性能。采用聚(4-苯乙烯磺酸钠)作为聚阴离子和壳聚糖为聚阳离子。将石墨烯纳米片均匀掺杂在壳聚糖溶液中,通过静电吸附层层自组装技术对棉织物进行涂层整理并研究其性能。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征分析石墨烯纳米片和用于改性棉织物的表观形态;并应用相关仪器对其电热性能进行测量。结果表明:随整理棉织物涂覆石墨烯质量分数的增加,导电性逐渐增强,施加一定电压,稳态最大温度逐渐增大。当石墨烯质量分数为7.2%时,外施电压7V,通电8min,整理棉织物(PCSG10)稳态最大温度可达~134°C。认为:整理后的织物可制作加热保温服装。     

层层自组装复合电极用于检测牛奶中三聚氰胺

研制一种新型、简单、低成本的电化学传感方法,用于检测乳品中的三聚氰胺.首先将氧化石墨烯涂到电极上,制备GO/GCE修饰电极;然后利用层层自组装方法,把1,4-二硫苏糖醇(DTT)、金纳米粒子、L-半胱氨酸(L-Cys)组装到修饰电极表面,制备了GO/DTT/AuNPs/L-Cys/GCE复合电极,用来检测三聚氰胺.通过电化学阻抗和循环伏安行为探讨该修饰电极检测三聚氰胺的作用机理,同时优化了实验条件.该复合电极检测范围在1. 0×10~(-7)～1. 0×10~(-3)mol/L内呈良好线性关系,最低检测浓度为1. 0×10~(-8)mol/L.该修饰电极选择性和重现性好,用于牛奶样品中三聚氰胺的检测,回收率为98. 3%～99. 95%,有实际应用价值.     

纳米石墨烯整理涤棉织物防静电性能研究

研究纳米石墨烯整理涤棉织物的防静电性能。采用纳米石墨烯(G)作为防静电剂,水溶性聚氨酯(PU)为黏合助剂,通过轧-烘-焙方法对涤棉织物进行涂层整理并研究相关性能。通过扫描电子显微镜表征分析改性棉织物的表观形态和结构;采用表面电阻率作为衡量防静电的参数,并对其机械性能、透气性和耐水洗等服用性能进行测试。结果表明:随纳米石墨烯质量分数的增加,整理织物导电性能提高。当石墨烯添加量为0.5%(质量分数)时,其表面电阻率为3.98×10~(-4)Ω·m,具有优异的防静电性能。纳米石墨烯整理织物可应用于特殊行业静电防护服装和精密仪器静电防护套等。     

过硫酸铵掺杂聚苯硫醚纤维的导电性研究

分别选用过硫酸铵、双氧水、三氯化铁作为掺杂剂,对聚苯硫醚(PPS)纤维进行液相掺杂,并对掺杂后PPS纤维的结构和性能进行表征,探索其导电机理,研究其导电性.结果表明,过硫酸铵作为掺杂剂时效果最好,可使其电导率从10-13S/cm升高到10-7S/cm.     

SiCI4/H3PO4添加的PVDF复合电解质膜的研制

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基质,加入适量的H3PO4和SiCl4,利用流延法制备了H3PO4/SiCl4掺杂的PVDF质子导电膜,采用交流阻抗谱法研究了质量分数为0.15H3PO4和不同质量分数SiCl4的PVDF电解质膜的导电性能及相对湿度对电导率的影响.结果表明,质量分数为0.10SiCL4,0.15H3PO4的PVDF复合电解质膜,室温电导率为6.37×10-2 S/cm,相对湿度在20%～80%范围内,电解质的电导率变化不大.     

PVA/TEOS/GA杂化阴离子交换膜的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)/戊二醛(GA)交联杂化改性聚乙烯醇(PVA)膜作为碱性直接乙醇燃料电池(ADEFC)的阴离子交换膜,对不同配比下的PVA/TEOS/GA杂化膜的溶胀率、含水率、乙醇渗透率及电导率进行了考察分析.结果表明:杂化膜的含水率、溶胀率和乙醇渗透率随SiO2含量的增加而减小;在室温条件下,SiO2质量分数为10%的杂化膜具有较小的溶胀率,为102%,乙醇渗透率为1.222×10-8cm2/s,电导率可达到6.883×10-3S/cm.     

导电负泊松比纱的制备和性能

为获得结构稳定且可重复拉伸的导电负泊松比纱,以弹性氨纶丝为芯纱,镀银锦纶长丝为包缠和导电组分,分别用2根、4根、6根镀银锦纶长丝与氨纶进行编织,制备了3种负泊松比纱;利用强力仪、高清微焦电子显微镜和万用表测量这几种负泊松比纱的轴向拉伸性能、结构形变和电阻值,探究镀银锦纶长丝根数与负泊松比纱性能之间的关系。结果表明：镀银锦纶长丝根数越多,负泊松比纱的断裂强力越大,断裂伸长率越小;包缠2根镀银锦纶长丝的负泊松比纱,在伸长率为10%时具有最显著的负泊松比效应,泊松比值为-3.26;经过定伸长10%循环拉伸30次后,负泊松比纱能保持较好的拉伸性能和负泊松比效应;制备的3种负泊松比纱均具有导电性。该结果可为优化负泊松比纱线传感器的设计和加工工艺提供参考。     

锦纶用耐久性阻燃剂的合成与应用

以己二酸(AA)和己二胺(HAD)合成初始单体(PA66);以五氧化二磷和硫脲(TU)合成阻燃单体(FR),FR与PA66缩合而成的阻燃剂(PA-FR)含酰胺链段,能与锦纶纤维形成共晶而提高织物阻燃的耐洗性。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(NMR)、热性能(TG-DTA)及X-射线多晶衍射(XRD)表征该阻燃剂的结构和性能,并将阻燃剂用于锦纶织物的阻燃整理,整理后织物的极限氧指数为30.4%,损毁炭长为7.1cm,续燃时间为3.2s,阴燃时间为0s;水洗50次后,织物的极限氧指数为26.8%,损毁炭长为9.4cm,续燃时间为5.0s,阴燃时间为0s,表明该阻燃剂对锦纶织物具有较耐洗的阻燃效果。     

原位聚合制备聚苯胺/石墨烯导电复合材料的工艺

采用盐酸(HCl)为掺杂酸、以聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK90)为空间稳定剂,在过硫酸铵(APS)氧化体系中通过原位聚合制备了聚苯胺/石墨烯导电复合材料。该方法制备的聚苯胺/石墨烯复合材料导电性能好,聚苯胺尺寸大小均一、形貌规整。实验结果表明,当石墨烯的添加量为7%(质量分数)时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺的提高了2个数量级。另外,对原位聚合制备聚苯胺/石墨烯复合材料的制备工艺进行了优化。对制备工艺进行优化后,在石墨烯添加量为1%(质量分数)时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺提高了一个数量级,在提高复合材料导电性的同时简化了加工工艺,大大提高了生产率,具有可靠的实用价值。     

苏木对改性腈纶媒染染色研究

采用苏木提取液对改性腈纶进行媒染染色,研究了媒染剂Al_2(SO_4)_3和Fe_2(SO_4)_3用量、pH、温度、苏木提取液用量、媒染剂的复配对改性腈纶染色的影响,测试了染色腈纶的K/S值和耐洗性能。研究结果表明:Al_2(SO_4)_3和Fe_2(SO_4)_3适合作为苏木媒染染色媒染剂,改性腈纶最佳的媒染工艺为媒染剂0.25 g/L,pH值4,90℃染色60min,染色织物具有一定的耐洗性。     

基于ERGO/AuNPs的电化学DNA传感器的制备及应用

制备了一种基于电还原石墨烯(ERGO)、金纳米粒子(Au NPs)修饰玻碳电极的电化学DNA传感器,应用于大肠杆菌O157:H7的快速、灵敏检测.首先将滴加在玻碳电极表面的氧化石墨烯进行电还原,然后通过电沉积方法将金纳米粒子均匀平铺在电极表面.利用金纳米粒子和氨基之间的共价键作用将端氨基修饰的探针DNA固定在电极表面,完成电化学DNA传感器的制备,并对目标DNA进行了定性与定量检测.实验结果表明:所制备的传感器具有良好的选择性、准确性,并且操作简单易行,对目标DNA的检测限为7.735×10~(-13)mol/L,检测范围为1×10~(-12)~1×10~(-8) mol/L.     

石墨烯复合纤维与纺织品的功能整理研究进展

阐述了石墨烯纤维素复合纤维的功能性研究,包括力学性能的增强、防紫外线性能提高、抗静电增强及阻燃方面的性能;石墨烯对锦纶纤维改性研究以及石墨烯功能性纺织品的研究,包括石墨烯复合紫外防护织物、聚苯胺氧化石墨烯功能织物以及聚乙烯醇/石墨烯复合织物。最后对功能石墨烯复合纤维与纺织品的应用及发展进行了展望。     

超声场下合成导电聚苯胺的工艺研究

在超声场下采用乳液聚合制备了导电聚苯胺,研究了外场强度、处理时间、氧化剂和掺杂剂用量等工艺条件对产物导电性能的影响,并用高阻计、SEM、IR等分析手段对制备的聚苯胺进行了表征和分析.结果表明:超声场的存在对聚苯胺的乳液聚合有利,可使产物电导率从10-4S/cm提高到10-2S/cm.     

聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料的制备

通过原位聚合非二次掺杂制备了高导电性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料。采用盐酸为掺杂酸,研究了聚苯胺/氧化石墨烯的微观形貌;探讨了盐酸浓度及氧化石墨烯(GO)用量对反应过程和复合材料导电性的影响。结果表明:聚苯胺(PANI)以球状物的形式均匀地包覆在GO表面;盐酸浓度超过0.5mol·L-1,反应诱导期明显缩短,复合材料的导电性显著提高。在聚合体系中加入GO可延长聚合反应诱导期,但随着GO用量的增加反应诱导期缩短。当盐酸浓度为0.5mol·L-1,GO与苯胺单体质量比超过2%时,制备的PANI/GO复合材料中GO形成导电通路,电导率较纯PANI提高一个数量级,达到1.4S·cm-1。