种子溶胀法制备单分散多孔聚合物微球的溶胀动力学研究

以微米级聚苯乙烯为种球,进行了两步种子溶胀法制备多孔聚合物微球的溶胀动力学研究,用光学显微镜、马尔文粒度分析仪、扫描电镜(SEM)和比表面积孔径分布测定仪(BET)等手段,对微球的溶胀形貌和孔结构进行了表征,优选出较好的溶胀条件是:以邻苯二甲酸二丁酯为溶胀剂,用超声乳化方式制备乳液,单位质量种球所用溶胀剂量为1.5mL,在35℃下10h即可完成溶胀,得到粒径分布良好的活化微球。研究发现,超声乳化分散方式的引入,可将溶胀时间由传统的24h缩短至10h,这可能是由于超声波的空穴效应所产生的巨大磁场加速了溶胀平衡状态建立的缘故。     

单分散多孔聚合物微球的制备及其反相色谱应用

用分散聚合的方法制得单分散微米级聚苯乙烯微球(PS),以此聚苯乙烯微球作为种子,以邻苯二甲酸二丁酯为溶胀剂,苯乙烯为单体,二乙烯基苯为交联剂,甲苯为致孔剂,采用种子溶胀聚合的方法制得粒径分布较窄的多孔高交联的聚苯乙烯-二乙烯基苯微球(PS-DVB)。研究了交联剂与致孔剂的加入量对微球形貌、粒径及孔结构参数的影响。结果表明,所得多孔微球球形圆整,库尔特测得平均粒径为5.067~5.520μm,粒径分布窄,D90/D10为1.23~1.56,孔结构可控,并以此多孔微球作为反相色谱填料基质,理论塔板数每米可达6 000~15 000,可以用作高效液相色谱(HPLC)填料。     

膜乳化法制备单分散聚苯乙烯多孔微球

为了解决用传统方法制备微球粒径不均的缺点，实验使用自制的膜乳化装置，通过膜乳化法制备粒径在12～20μm、单分散系数小于20％的聚苯乙烯多孔微球．使用扫描电镜考察多孔微球的表面形貌及孔径．结果表明：膜孔径是影响微球粒径的决定性因素；适当的膜乳化压力、乳化剂和分散剂浓度是生产粒径均一微球的重要条件；在致孔剂DBP质量分数为20％时，微球的平均孔径为0．12μm．     

超声水解法制备单分散二氧化硅微球

在10℃下以5g／min的加料速度，通过超声水解法，以氨催化水解醇介质中的正硅酸乙酯（TEOS）制备得到了300nm的单分散二氧化硅光滑圆球。通过红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）分别对样品的结构及形貌尺寸进行了表征和分析。结果表明：不同的超声水解时间得到不同粒径、不同粒度分布、不同分散程度和不同水解程度的无定形二氧化硅微球；随着时间的增加，二氧化硅微球的粒径先减小后增大，分散情况逐渐改善，形貌呈球形一非球形一球形变化；超声水解4h制备的单分散微球质量最好。     

软模板法制备单分散中空有机硅微球

通过硅氧烷单体在碱性条件下的水解-聚合反应,制备出了单分散乳液,研究了乳化剂HLB、反应时间、乳化剂用量、单体用量等因素对乳液的影响。然后以该乳液为模板、有机硅为壳层进行包覆,得到了中空微球。采用纳米粒度及Zeta电位分析仪、SEM、TEM、EDS、FTIR对乳液及中空微球进行表征。结果表明,在室温条件下,反应时间为6h时能够制备出单分散性较好的乳液,通过改变乳化剂用量、单体用量,能够实现对乳液粒径的调控,调控范围346～472 nm。以该乳液为模板进行缓慢包覆,当乳化剂质量分数低于0.003%时,能够得到形貌规整的单分散中空微球,中空微球的主要成分为有机硅。与硬模板法相比,该模板通过乙醇洗涤即可除去,制备过程较为简单。     

单分散聚合物微球的制备及功能化研究进展

综述了单分散聚合物微球常用的制备方法(乳液聚合法、种子聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法、悬浮聚合法和膜乳化法等),介绍了单分散聚合物微球的功能化研究进展,包括磁性微球、多孔微球、温度/pH响应微球、阳离子微球以及微球官能团化等等。最后提出了多种聚合方法的相互结合是制备功能性单分散聚合物微球的一大趋势,开发多功能的单分散聚合物微球、实现批量生产是其近期的重点研究方向。     

单分散聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板制备大孔氧化铝材料

以过硫酸铵为引发剂、十二烷基硫酸钠为乳化剂、甲基丙烯酸甲酯为单体,通过乳液聚合制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)乳胶微球。研究显示,通过改变合成体系中乳化剂用量可对合成的PMMA微球的粒径进行有效调控,并得到了粒径分布在200~300 nm的PMMA微球;通过破乳沉降法加速PMMA微球的自组装,得到紧密堆积的PMMA微球胶体模板。将溶解在乙醇(经盐酸酸化)中的异丙醇铝溶液填充到组装好的PMMA胶体模板剂的空隙中,通过焙烧去除模板制得大孔氧化铝材料,在950℃焙烧3 h得到了规整大孔γ-Al2_O_3;扫描电镜和透射电镜结果表明所得材料孔道丰富,为三维有序大孔材料。     

单分散二氧化硅微球的制备及反应机理

以Stber法为基础,采用醇作溶剂,通过正硅酸乙酯在氨水催化下水解缩聚和一定的后处理得到了SiO2微球,用透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌和粒度进行了表征。结果表明,以甲醇、乙醇和正丁醇为溶剂均可以合成单分散的SiO2微球,而以正丙醇为溶剂合成的SiO2微球容易聚集;在其它条件不变的情况下,球形颗粒的粒径随硅源浓度和氨水浓度的增加而增大,随水浓度的增大粒径变化很小。研究和讨论了SiO2颗粒在不同反应条件下的形成机理。     

模板法制备多孔炭材料的研究进展

模板法为各种有机和无机纳米材料的可控和定向合成开辟了一条全新的技术途径，近年来已经成为材料制备研究领域引人注目的新方法。本文就迄今为止模板法在制备具有规则结构的多孔炭材料领域的研究动态进行综述，介绍了多孔炭材料的模板法制备、应用前景及其可能的形成机制。     

单分散聚合物材料的制备及其粒径调控进展

介绍了近年来一些合成单分散聚合物纳米材料的方法如溶剂蒸发法、沉淀聚合法、水乳聚合法、水热聚合法和微流体聚合法以及影响聚合物粒径的因素的研究进展,指出控制聚合物粒子的分散性和粒径是改善聚合物性能和拓展聚合物应用领域的关键所在。     

种子溶胀聚合制备苯乙烯-二乙烯苯多孔交联微球

以苯乙烯分散聚合制备单分散种子微球(PS),再用超声分散改进的二步种子溶胀聚合制备了聚苯乙烯-二乙烯苯(PSt-DVB)多孔微球。用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和比表面积孔径分布测定仪(BET)等对种子微球和多孔微球的表面形貌及孔结构进行了表征。结果表明,随分散介质极性的增大,所得PS种子微球的粒径变小,相对分子质量增大;固定种子微球用量,随着DBP和DVB用量的增加,交联微球比表面积上升、孔径下降。以乙醇为介质制备种子微球,当DBP体积为1.0 mL,DVB体积为8~10 mL时,能够得到4~7μm单分散性良好的多孔PSt-DVB微球。     

模板法合成有机硅聚苯乙烯多孔材料及应用

以苯乙烯、二乙烯基苯、四乙烯基四甲基环四硅氧烷为原料,通过高内相乳液模板法合成含双键的有机硅聚苯乙烯多孔材料。以FT-IR、SEM、UV-Vis进行表征,研究了有机硅含量、交联剂含量、反应温度对材料孔结构的影响,并考察了不同孔结构对有机染料罗丹明B(RB)吸附的影响。结果表明,通过改变有机硅或交联剂含量可对孔径和孔强度进行有效调节,当有机硅质量分数30%或交联剂质量分数60%时,孔径可减小50%;通过控制反应温度可改变孔互穿程度及孔径分布;RB吸附实验表明,多孔材料对有机染料具有较明显的吸附效果,且孔结构对染料的吸附存在较大影响。     

Monodisperse Porous Silica/Polymer Nanocomposite Microspheres with Tunable Silica Loading,Morphology and Porosity

Hybrid organic/inorganic nanocomposites combine the distinct properties of the organic polymer and the inorganic filler, resulting in overall improved system properties. Monodisperse porous hybrid beads consisting of tetraethylene pentamine functionalized poly(glycidyl methacrylate-co-ethylene glycol dimethacrylate) particles and silica nanoparticles (SNPs) were synthesized under Stoeber sol-gel process conditions. A wide range of hybrid organic/silica nanocomposite materials with different material properties was generated. The effects of n(H₂O)/n(TEOS) and c(NH₃) on the hybrid bead properties particle size, SiO₂ content, median pore size, specific surface area, pore volume and size of the SNPs were studied. Quantitative models with a high robustness and predictive power were established using a statistical and systematic approach based on response surface methodology. It was shown that the material properties depend in a complex way on the process factor settings and exhibit non-linear behaviors as well as partly synergistic interactions between the process factors. Thus, the silica content, median pore size, specific surface area, pore volume and size of the SNPs are non-linearly dependent on the water-to-precursor ratio. This is attributed to the effect of the water-to-precursor ratio on the hydrolysis and condensation rates of TEOS. A possible mechanism of SNP incorporation into the porous polymer network is discussed.     

利用简单模板制备多孔二氧化硅

以简单有机模板为致孔剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源制备了多孔SiO2,考察了模板剂加入量对样品比表面和孔容的影响,测定了样品的比表面和孔结构,提出了简单有机模板对多孔SiO2的致孔机理,并与以碱性硅溶胶为硅源对比,验证了该机理. 结果表明,简单有机模板添加量为模板剂/TOES=0.3 mg/mL时,样品比表面积可提高至650 m2/g以上,孔容大于1.0 mL/g,孔道为无规则结构. 该多孔结构的产生很可能是因为简单有机模板和TEOS的聚合物发生分子级混合,从而在凝胶和煅烧过程中使样品中产生了丰富的孔道.     

Fabrication of Porous SiC Ceramics with Special Morphologies by Sacrificing Template Method

Sacrificial template technique is widely used in producing porous materials with controlled morphologies and tailored properties. In this paper, unique templates such as filters, carbon nanotube, carbon fiber and silica were used to make porous SiC ceramic with special morphologies. Template derived porous ceramic plates, SiC nano-net, fiber-inverse and bead-inverse porous SiC ceramic were successfully prepared from the preceramic precursor, polymethylsilane (PMS). The synthesis procedures were involved with the infiltration of the templates with appropriate concentration of the preceramic polymer, their curing, pyrolysis and subsequent template removal. The synthesized porous SiC was characterized by SEM, TEM, XRD and BET methods.     

以冰为模板制备氧化铝多孔陶瓷及其结构特征

以水玻璃溶液为粘结剂,以冰为造孔模板制备氧化铝多孔陶瓷。采用扫描电镜观测多孔陶瓷的显微结构。结果表明,冰是一种理想的造孔模板,浆体特性对多孔陶瓷结构影响较大,当浆体中相对固相含量增大,多孔陶瓷的孔隙会减小;当浆体粘度降低,易得到片层状与微孔复合结构的多孔陶瓷。     

高纯、单分散二氧化硅纳米粒子的制备

本文以单晶硅粉作为硅源,氨水作为催化剂,制备了二氧化硅纳米粒子.研究了单晶硅粉制备二氧化硅纳米粒子时反应条件对反应产率和粒径的影响,并通过单因素实验法和正交设计法获得了最佳实验条件.通过激光粒度分析仪、电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对纳米二氧化硅粒子的纯度、形貌、粒径进行了表征,得到了高纯、单分散的二氧化硅纳米粒子.     

SiO2纳米流体粘度研究

利用醇盐水解法制备了单分散球形SiO2纳米流体,通过改变不同的参数条件控制颗粒尺寸大小,经透射电镜(TEM)和激光粒度仪分析,其粒度结果一致.在此基础上,对不同粒度和浓度条件下流体的粘度进行了试验研究和理论分析,发现在相同浓度的条件下,随着颗粒尺寸的减小,流体粘度递增.同时我们对低浓度下悬浮液粘度计算公式进行了修正,得到了新的实验关联式,修正式与试验值的最大偏差不超过5%.