均一性二氧化钛纳米粒子的制备北大核心

通过Ti(SO_4)_2溶液的水解得到TiO_2粒子,以4.5代的树枝状大分子聚酰胺-胺(G4.5PAMAM)为模板,借助PAMAM分子内部空腔的络合效应和空间位阻效应固定TiO_2纳米粒子,合成出尺寸大小均一的TiO_2纳米粒子。研究了温度和反应时间对产物络合产率、结构以及形貌等的影响,确定了合成粒径均一的TiO_2纳米粒子的最佳反应温度和反应时间。并用透射电子显微镜(TEM)、热失重(TGA)技术对产物的结构和性能进行了表征,TEM结果表明:以G4.5PAMAM分子为模板,合成出了颗粒尺寸均一、大小为10nm的纳米TiO_2粒子。     

介孔TiO_2空心微球的制备及其光催化性能

采用自模板两步法合成有序介孔TiO_2空心微球:通过制备前驱体T0,再利用水热法得到介孔尺寸可控的TiO_2微球。通过XRD、SEM、TEM、TG-DSC及N_2吸附-脱附等对产物进行表征。结果表明,产物具有高结晶性、可调节的孔径和比表面积。用介孔TiO_2空心微球光催化降解罗丹明B,空心结构对降解速率影响较大,对降解率影响不大。     

含氟丙烯酸酯聚合物修饰纳米二氧化钛粒子的制备

经硅烷偶联剂KH550表面预处理后,采用原子转移自由基聚合(ATRP)法在纳米TiO_2粒子表面引入低表面能的含氟丙烯酸酯聚合物。运用傅里叶红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)等测试方法,对改性前后纳米TiO_2粒子的形貌和结构进行了系统研究。结果表明:KH550与纳米TiO_2粒子表面发生了缩合反应,纳米粒子表面接枝了氨基基团。硅烷偶联剂的用量增加,可显著提高最终产物的接枝率。含氟丙烯酸酯聚合物的接枝率最终可达38.5%。将接枝后的纳米TiO_2粒子负载在蓝湿革上,纳米粒子的团聚显著减少,分散性和疏水性能均得到提高。     

微乳液溶剂热法微/纳米La_2O_3的可控合成

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、碳酸铵、六水合硝酸镧、正辛烷和正丁醇为原料,采用微乳液溶剂热法合成了针状微/纳米La_2O_3及其前驱体LaOHCO_3。利用XRD、TG-DTG、FT-IR表征手段测试和分析前驱体,并确定了前驱体为LaOHCO_3,适宜的焙烧温度为900℃;利用XRD和扫描电子显微镜(SEM)技术对产物进行了晶型结构,形貌和尺寸的表征。研究了反应温度和反应时间对产物形貌和尺寸的影响,提出了微/纳米La_2O_3前驱体LaOHCO_3的可能生成过程。结果表明,微/纳米La_2O_3及其前驱体LaOHCO_3分别为六方和斜方晶相结构,针状微/纳米La_2O_3的尺寸均随着反应温度升高和反应时间的延长而变的细长。     

半代树状聚酰胺—胺的合成和表征

以乙二胺为核,与丙烯酸甲酯进行Michael加成反应得到了HG·PAMAM (半代树状聚酰胺-胺).通过单因素实验筛选出合成HG·PAMAM的最佳反应条件:反应时间为24 h,投料n(乙二胺):n(丙烯酸甲酯)为1∶6,反应温度为30 ℃.采用红外光谱和核磁共振波谱对所合成的HG·PAMAM的结构进行了表征.     

水包油微乳法合成氧化铜纳米棒

为了探索绿色、无污染的微乳法合成途径,通过水包油型微乳法成功制备了氧化铜纳米棒。用超纯水来代替反相微乳液中大量的有机相,既经济又环保,Tween-80/CTAB和醇作为表面活性剂和助表面活性剂,研究反应温度、反应物浓度、表面活性剂浓度、反应时间以及微乳法-水热法相结合对反应产物粒子的形貌和尺寸大小的影响。实验结果表明,微乳液制备的氧化铜纳米棒的尺寸大小分布均匀、分布窄且分散性好。     

环氧双封端硅油的合成

以八甲基环四硅氧烷(D4)、端环氧双封头(F2D2)为原料,在四甲基氢氧化铵(TMAH)的催化作用下,合成了环氧双封端硅油.研究了反应物配比、反应温度、反应时间及催化剂用量对产品性能的影响,并用红外光谱对产物进行了结构表征.结果表明:当预先设定n(D4)∶n(F2D2)=20∶1时,最佳反应温度为110℃,反应时间为4.5 h,催化剂用量为0.045%,合成的环氧双封端硅油粘度为380m Pa·s,环氧值为0.019 0 mol/100 g,D4转化率为80.98%.并在最佳反应温度、反应时间、催化剂用量下,选取不同的反应物配比,合成出一系列不同分子质量的环氧双封端硅油,用以制备不同用途的三元共聚有机硅.     

有机化合物的负载型Au/TiO_2纳米光催化降解

以天然牛角瓜纤维的碳化中空纤维(CF)为载体,通过高温水热法,以钛酸四丁酯为钛源,成功将TiO_2负载在碳纤维上,制备出光催化剂TiO_2/CF;并通过化学还原法,在TiO_2表面进一步负载纳米Au粒子,得到高效光催化剂Au/TiO_2/CF。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对光催化剂负载前后的形貌进行观察比较,同时利用紫外可见漫反射光谱对光催化剂进行光谱表征。研究发现,在TiO_2/CF表面负载纳米Au粒子后,其禁带宽度值变小,由2.78 eV变为2.65 eV;通过对亚甲基蓝、罗丹明B、左氧氟沙星、阿昔洛韦四种目标污染物的光催化降解,发现纳米Au粒子的负载可显著提高Au/TiO_2/CF的光催化活性。     

两种酪胺磁性分子印迹聚合物的制备及比较

以酪胺为模板分子,分别以羧基化葡聚糖和硅烷偶联剂修饰的磁性纳米粒子为载体成功合成两种酪胺磁性分子印迹聚合物(dex-MMIPs和MPS-MMIPs)。通过透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)结果表明,两种磁性纳米粒子均成功制备。动态吸附中dex-MMIPs在20 min左右达到吸附平衡,而MPS-MMIPs在60 min左右达到吸附平衡,通过对静态吸附实验结果进行Scatchard分析,得到Q_m分别为7.4、6.4 mg·g-1。以上结果证明以羧基化葡聚糖修饰的磁性纳米粒子为载体合成的dex-MMIPs在吸附性能,传质效率要优于MPS-MMIPs。     

树状大分子聚酰胺-胺的制备与防沾色性能

以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料,通过发散法合成了不同代数的树状分子聚酰胺-胺(PAMAM),用红外光谱对合成产物进行表征,并考察了防沾色剂PAMAM在直接、酸性和活性染料三原色中的应用性能。结果表明,PAMAM对活性染料的防沾色性能最好,直接染料最差;在活性染料的皂洗液中,加入4 g/L 2.0 G PAMAM,温度70℃,p H值为10,可达到较好的防沾色效果。     

Mg(OH)_2纳米片层结构的无模板水热合成及形貌表征

以六水氯化镁和氨水为原料,在无模板剂存在条件下利用水热法合成出了具有规则形状的氢氧化镁六方片层及其组合玫瑰花球纳米结构,并分析了镁离子浓度、反应温度、反应时间、表面活性剂对晶体制备的影响。通过SEM和SAED观察样品的显微形貌及晶体结构,厚度为20 nm~50 nm,为单晶物质。通过XRD测定样品的晶相结构,产物为结晶性Mg(OH)2。     

适配体结合聚酰胺-胺修饰的磁性纳米粒子富集单增李斯特菌

目的制备聚酰胺-胺聚合物修饰的磁性纳米粒子,增加连接适配体的数量,提高富集单增李斯特菌的效率。方法通过迈克尔加成和酰胺化的级联反应,在Fe_3O_4磁性纳米粒子表面接枝3.0代聚酰胺-胺树枝状聚合物(poly(amidoamine)dendrimers,PAMAM),制得聚酰胺-胺磁性纳米粒子(G3-MNPs),并对其进行表征。G3-MNPs偶联生物素标记的单增李斯特菌特异性适配体,获得适配体磁性纳米粒子(AP-G3-MNPs)。然后对AP-G3-MNPs富集单增李斯特菌的工作条件和捕获率进行测定。结果傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)分析、Zeta电位测定以及碳、氮元素分析结果表明,PAMAM已接枝在MNPs表面,G3-MNPs偶联适配体的效率为1.412 nmol/mg。AP-G3-MNPs(200μg)对浓度为2×102～2×108 CFU/mL的单增李斯特菌的捕获率均大于90%。结论接枝PAMAM提高了MNPs的负载能力,增强了其富集单增李斯特菌的能力。     

以纤维素气凝胶为模板合成孔隙结构可调的二氧化钛

以生物质纤维素气凝胶为新型模板合成了具有多级孔隙结构的三维(3D) TiO_2。研究发现,通过改变制备条件可有效调控纤维素气凝胶的多级结构,进而调控TiO_2的孔隙结构。以具有壁腔结构的纤维素气凝胶为模板制得的TiO_2保留了原来模板的结构,而以相互连接的纳米纤维气凝胶为模板制得的TiO_2则形成与原模板明显不同的孔隙结构。TiO_2晶粒大小受TiO_2前驱体浓度的影响,但不受模板孔隙结构的影响。制备的3D TiO_2具有高孔隙率与比表面积分别高达0. 690 cm3/g、102 m2/g;同时,制得的TiO_2具有高的光催化活性,可在55 min内使甲基橙的降解率超过95%,高于商业化的TiO_2纳米颗粒。     

磁性分子印迹纳米粒子对四环素的富集分离

以羧基化的Fe_3O_4纳米粒子为载体,四环素为模板分子,采用表面印迹技术制备对四环素具有特异性识别的磁性分子印迹纳米粒子。分别优化磁性分子印迹纳米粒子的制备条件和富集分离四环素的条件,为食品中四环素残留的富集分离及后续检测,提供一种简便快速的方法。结果表明,当模板分子和功能单体的摩尔比为1∶8(总体积为110 mL),羧基化Fe_3O_4纳米粒子的添加量为0.5 g,洗脱液甲醇-乙酸溶液的体积比为8∶2时,所制备的磁性分子印迹纳米粒子吸附性能最佳。应用最优条件制备的磁性分子印迹纳米粒子10 mg,对2 mL 0.08 mg/mL的四环素进行吸附,当反应时间为40 min时,其吸附效率可达94.10%。     

纳米粒子对酯化淀粉基膜材多层次结构及热性能的影响

本文以高取代度G50酯化淀粉为原料、三乙酸甘油酯为增塑剂、有机改性蒙脱土(Dellite72T)为纳米填料,经流延法制备酯化淀粉基纳米复合膜材。借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)观察膜材断面及纳米粒子的分布,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、小角X-射线散射仪(SAXS)、X-射线衍射仪(XRD)分析纳米粒子对膜材的分子结构、微区结构和结晶结构的影响,并借助热失重分析仪(TG)分析纳米粒子对膜材热稳定性的影响。结果表明,纳米粒子与酯化淀粉分子相互作用弱化增塑剂塑化作用,促进淀粉分子链间聚集程度增大,形成颗粒状凸起或褶皱;加入纳米粒子后,膜材内可观察到不同厚度的层状结构(d≈12.57nm、19.68nm),而膜材的结晶结构与纳米粒子层状结构均未被破坏,此时纳米粒子与淀粉分子间的相互作用促进形成插层型结构,从而提高淀粉基膜材的热稳定性。以上结果可从结构调控角度为扩大新型淀粉基纳米复合膜材在食品包装中的应用提供理论参考。     

木质素/TiO2复合纳米颗粒合成及纳米纤维素基紫外屏蔽膜制备

本研究利用碱木质素作为生物模板诱导剂,通过水热法成功合成了一种具有良好紫外屏蔽性能的木质素/TiO_2复合纳米颗粒。结果表明,木质素/TiO_2复合纳米颗粒具有锐钛矿晶型、良好的纳米粒径和热稳定性。同时,证实了木质素的含氧官能团和TiO_2表面羟基发生类酯化反应,从而使木质素与TiO_2形成包覆嵌顿式结构的复合材料。在此基础上,研究了木质素/TiO_2复合纳米颗粒与纳米纤维素水凝胶制备薄膜材料的抗紫外性能。结果表明,添加质量分数10%的木质素/TiO_2复合纳米颗粒的纳米纤维素薄膜在全紫外线波段(200～400 nm)吸收了约90%的紫外线,表明木质素/TiO_2复合纳米颗粒具有良好的紫外屏蔽能力。     

端丙烯酸酯基树枝状大分子的合成

以甲醇为溶剂,通过Mickeal加成,合成了以乙二胺为核,端基为丙烯酸酯基的树枝状大分子。最佳合成条件:反应温度30℃,反应时间52h,投料n(PAMAM G₂₀):n（TMPTA）=1:128,利用红外光谱对其结构进行了表征,并阐明了它的发展应用前景。     

纳米技术在造纸工业中的应用

正近年来纳米材料在造纸中的优势越来越显著,对其应用研究也越来越热。由纳米粒子改性的纸张逐渐在市场中崭露头角,纳米纸与普通纸在外观上并没有什么区别,但是在性能上却有很大的不同。造纸工业中应用的纳米材料主要有:纳米纤维素、无机纳米粒子(如纳米SiO_2、TiO_2、CaCO_3、Ag等)以及有机胶乳纳米粒子等。1纳米技术简介纳米技术是指在纳米尺寸(0.1~100n m)范围内,探讨物质(电子、原子和分子内)的移动规则和特征的一种新技术。而由纳米技术制备的纳米材料是指在三     

双酚A磁性分子印迹聚合物的制备及性能研究

采用共沉淀法制备出磁性Fe3O4纳米粒子,利用凝胶溶胶法进行表面包覆Si O2得到Fe3O4-Si O2纳米粒子,并且以此作为磁核、双酚A作为模板分子、α-甲基丙烯酸作为功能单体、二乙烯基苯为交联剂、偶氮二异丁腈为引发剂乳液聚合制备出磁性双酚A分子印迹聚合物,通过红外衍射光谱(FT—IR)、透射电镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)对聚合物的表面形貌、结构、磁性质等进行表征。结果表明:聚合物粒径分布均匀,在15 nm左右,磁响应性好,吸附动力学试验表明印记聚合物对双酚A的吸附性能大于非印记聚合物,且聚合物对双酚A具有较高的选择吸附性,Scatchard方程分析得出MIPS对BPA表观最大吸附量为126.44μmol/g。     

基于PtRu合金纳米晶修饰的葡萄糖传感器研究

本试验采用非均相体系反向微乳液法在室温下合成PtRu合金纳米粒子,采用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和X射线能量色散谱(EDS)表征PtRu合金纳米粒子的结构、形貌、尺寸和组成。TEM图片与XRD结果表明,PtRu合金纳米晶体为面心立方体结构。采用电化学测量方法,研究了PtRu合金纳米晶修饰的玻碳电极(PtRu/GCE)传感器对较高浓度的葡萄糖的检测性能。试验结果表明:在1×10~(-2) mol/L~1 mol/L范围内PtRu/GCE对葡萄糖检测具有良好的线性关系,具有良好的检测性、稳定性和重现性。