原子转移自由基聚合制备端磺酸基PS及其与表面阳离子化的SiO2静电自组装研究

以2-溴异丁酸对磺酸基苯乙酯为引发剂引发苯乙烯发生原子转移自由基聚合,得到的聚合物与NaOH反应转化为端基为磺酸钠的PS(PS-SO3Na).然后采用静电组装方法将PS-SO3Na与表面阳离子化的SiO2胶体(SiO2-CBAFS)进行静电组装,得到表面构筑了高分子刷的有机一无机纳米粉体及单层膜.采用红外、核磁表征了PS-SO3Na的结构,并用红外、热失重、接触角研究了组装体系的结构、组装量及表面行为.研究表明,采用2-溴异丁酸对磺酸基苯乙酯可以引发苯乙烯聚合得到PS-SO3Na,采用静电组装的方法可以成功地在表面阳离子化的SiO2-CBAFS上构筑组装量高达34.4%的高分子刷,并且高分子刷的表面水接触角达到75.3°;组装体系的组装量、表面水接触角均随聚合物溶液浓度的增加而下降;当外界环境不同时,其表面水接触角也发生相应的变化.     

自组装单层SO3H／SiO2纳米膜材料对五氯酚的吸附性能研究

制备了SO3H／SiO2自组装单层纳米膜材料,并用其在水中的质子化效应进行表征。用SO3H／SiO2作为吸附剂处理低浓度五氯酚（PCP）有机废水取得了良好的吸附效果。通过调节／不调节pH值对比吸附实验,推测PCP在SO3H／SiO2自组装单层表面的吸附机理为氢键吸附。     

纳米Y2O3:Eu3+粉体的表面包膜处理

本文采用高分子网络凝胶法制备了粒径约为20nm的纳米Y2O3:Eu3+粉体,并采用KAl(SO4)2及Na2SiO3溶液进行表面包膜处理,在纳米Y2O3:Eu3+粉体表面获得了约2nm厚的复合氧化物膜,发现包膜处理对纳米Y2O3:Eu3+粉体分散性能及表面结构有明显的影响.     

氢氧化镁自组装高效阻燃棉织物的制备及性能研究

采用静电层层自组装(LBL)技术在棉织物表面构筑了氢氧化镁/六偏磷酸钠(MH/PSP)阻燃层。利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对自组装阻燃棉织物形貌、结构进行了表征;采用热重分析仪、锥形量热仪、垂直燃烧仪对棉织物的阻燃性能、残炭性能进行了分析和测试。结果表明:采用LBL技术制备的阻燃织物,氢氧化镁均匀包覆在织物纤维表面,自组装4层的阻燃织物极限氧指数达到32.5%,峰值热释放速率和总热释放量分别为74.11kW/m~2和0.52MJ/m~2,与纯棉织物相比分别降低77%和92.4%,达到了良好的自熄效果。     

纳米ZrO_2/(1-n)SiO_2-nAl_2O_3介孔复合作的制备与光致发光

采用溶胶-凝胶法和超临界干燥技术制备了（1－n）SiO2－nAl2O3（n=0、001、0.1）混合气凝胶体系，并以此作为载体，成功地将纳米ZrO2粒子组装到（1—n）SiO2－nAl2O3介孔体系中，而形成纳米ZrO2／（1—n）SiO2－nAl2O3介孔复合材料．光致发光光谱研究表明，室温下以316um（392eV）波长激发时，纳米ZrO2粒子540um（230eV）荧光峰，在介孔复合体中将蓝移至400um（310eV）左右，蓝移量140um；其光致荧光峰的相对强度亦随Al2O3的掺入量不同而不同．对产生上述光谱性质变化的机理进行了初步探讨．     

Na2SO4/Na2SiO3复掺激发富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物的微观结构及性能研究

通过扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和压力试验机,探究Na2 SO4/Na2SiO3复掺激发剂对富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物强度、微观形貌及网络结构的影响.结果表明,利用正交实验法确定的最优试验方案,即粉煤灰掺量为30％、Na2SO4掺量为5％、水灰比为0.34制备的富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物试件养护28...     

具有微纳复合结构的超疏水材料的制备

近年来,利用化学或物理的方法模拟荷叶的表面制备具有超疏水自清洁功能的微纳米复合结构的表面成为了科学界的一大研究热点。目前,利用层状组装技术制备具有微纳复合结构涂层的研究已有不少报道,然而层状组装技术在制备微米厚度的组装膜时非常耗时、制备过程也较为繁琐。以聚阳离子与聚阴离子在溶液中复合所形成的聚电解质复合物是一类基于静电、氢键、配位键、主客体相互作用等弱相互作用力而形成的聚集体。到目前为止,以聚电解质复合物作为构筑基元进行层状组装膜构筑的研究还是很少的。本文以聚电解质复合物PAH-PAA作为构筑基元,通过对影响(PSS/PAH-PAA)膜结构的因素进行研究,如复合物的复合比例,PSS中加入Na Cl离子、加热、氮气不干燥等,实现了具有微纳复合结构的超疏水表面的功能膜的快速构筑。     

聚苯乙烯微球表面温敏性毛发特性研究

针对通过乳液种子半连续聚合法制得的表面带毛发状温敏性高分子刷单分散聚苯乙烯微球，研究不同接枝配方和工艺所导致的壳层不同高分子刷结构的温敏特性．并考察介质环境pH值和离子强度的影响。结果表明．纯PNIPA刷的相变温度在29．C～33℃之间．通过共聚所得的单一P（NIPA—co-AA）或P（NIPA—co—NVP）刷均使相转变温度提高，转变区域拓宽，当亲水性共单体的量过多时会导致相变过程不明显。微球表面同时存在PNIPA和P（NIPA—co—AA）两种高分子刷杂混时，会出现两个相变区域。而表面同时存在PAA和PNIPA两种纯高分子刷混合时．其相变过程不明显．且呈现奇异的震荡现象。此外．体系pH值较大时．有利于刷的舒展．表现出高的溶胀倍率，而离子强度增大别使刷的相变程度减弱．相变温度也发生偏移。     

静电自组装制备复合磨粒及其 对铜的抛光特性研究

研究苯代三聚氰胺甲醛（BGF）微球与阳离子型聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）、阴离子型聚电解质聚4－苯乙烯璜酸钠（PSS）之间的吸附特性,利用静电自组装技术改变和控制BGF微球的荷电特性,制备出不同形式的PEi BGF/SiO2复合磨粒,以Zeta电位、透射电子显微镜（TEM）和热重分析（TG）等手段对复合磨粒进行了表征,并利用这些复合磨粒制备了铜片抛光用的复合磨粒抛光液。抛光试验表明,吸附在聚合物微球表面和游离于抛光液中的SiO2磨粒在抛光中均起到材料去除作用。传统单一SiO2磨粒抛光液的铜材料去除率为264 nm/min,PE0 BGF/SiO2混合磨粒抛光液的铜材料去除率为348 nm/min,PE3 BGF/SiO2复合磨粒抛光液的铜材料去除率为476 nm/min。经上述3种抛光液抛光后的铜表面,在5 μm×5 μm范围内,表面粗糙度Ra从0.166 μm分别降至3.7 nm、2.6 nm和1.5 nm,峰谷值Rpv分别小于20 nm、14 nm和10 nm,复合磨粒抛光液对铜片有良好的抛光性能。     

宁波材料所研发多功能油水分离材料获得新进展

正中科院宁波材料所高分子事业部陈涛研究员的智能高分子材料团队长期致力于二维高分子纳米复合油水分离材料的研究,通过表面接枝高分子刷和多级组装技术,获得多种新型复合材料,可实现高效分离油水乳液和净化水质。科研人员采用多孔陶瓷作为衬底,抽滤纳米碳管(CNTs)成膜,采用自引发的光接枝光聚合的方法接枝疏水性的高分子聚苯乙烯(PS)到CNTs的表面,进而协同利用CNTs薄膜的高粗糙度     

纳米SiO2的表面改性及其在聚氨酯弹性体中的应用

用十二烷基苯磺酸钠(SDBS) 对表面包覆Al(OH)3的纳米SiO2进行了改性处理.通过IR、自动电位粒度仪和FESEM等测试手段对表面处理前后纳米SiO2的表面结构、界面电性能和分散状况进行了分析表征.考查了处理前后纳米SiO2与聚氨酯弹性体(PUE)的相容性及其对PUE材料力学性能的影响.结果表明,经SDBS对表面包覆Al(OH)3的纳米SiO2粉体进行改性后,纳米SiO2粉体的团聚现象减少,分散性提高,单个纳米SiO2颗粒的平均粒径约为30nm;经表面处理后的纳米SiO2粉体与有机基体PUE的相容性增强,并对PUE材料的力学性能有了较大的改善,能同时达到增强增韧的效果.     

SiO2/CaCO3纳米复合粒子填充改性聚丙烯

通过简单的工艺条件和步骤制备S iO2包覆C aCO3的核壳结构纳米复合粒子,采用硅烷偶联剂对其和纳米S iO2实心粒子进行表面改性处理,并用处理后的两种粒子分别对聚丙烯进行填充改性,然后比较其对复合材料力学性能的影响。结果表明,利用纳米S iO2/C aCO3复合粒子填充改性聚丙烯,可同时达到增强、增韧的目的,而且对材料力学性能的改性效果与纳米S iO2实心粒子的改性效果相近。     

Functionalized gold nanoparticles self-assemblies with efficient nonlinear optical properties

Satellite-patterns aggregate structures of gold nanoparticles were fabricated by the inducing pi-pi stacking interactions. The self-assembly process of satellite-patterns was tuned by the controlling ligand exchange on the surface of spherical gold nanoparticles, which provide a novel concept and an efficient method for controlling self-assembly of gold nanoparticles. With increasing the porphyrin alkanethiol ratio (r) of gold nanoparticles, the self-assembly induces to form the larger satellite-structures. The study indicates that exchange process of tetra-n-octylammonium bromide molecules and porphyrin alkanethiol molecules results in the formation of satellite-pattern structures with topological features. Nonlinear optical properties of porphyrin alkanethiol capped gold nanoparticles of toluene solution were measured using the Z-scan technique, and its third-order nonlinear optical susceptibility (chi(3)) is calculated as 0.9 x 10(-13) esu, presented the third-order nonlinear optical properties. The well-ordered assembly of gold nanoparticles exhibits controlled the third-order nonlinear optical properties, which can be enhanced with the increasing of the porphyrin alkanethiol ratio in systems.     

SiO_2包覆P(St-4VP)纳米复合粒子的制备与表征

使用功能化的共单体4-乙烯基吡啶(4VP)与苯乙烯共聚,合成了聚(苯乙烯-共-4-乙烯基吡啶)(P(St-4VP))粒子。在NH_4OH/乙醇碱性介质中,溶胶-凝胶法生成的SiO_2纳米粒子包覆在P(St-4VP)粒子表面,得到SiO_2包覆P(St-4VP)纳米复合粒子。随4VP组分增加,所制备的P(St-4VP)/SiO_2纳米复合粒子的壳层表面变得粗糙。P(St-4VP)粒子数随PVP用量增加而增加,因此纳米复合粒子的平均尺寸随PVP用量增加而下降,同时随PVP用量增加形成较平滑的SiO_2壳层。NH_4OH和正硅酸乙酯(TEOS)用量增加,复合粒子的SiO_2壳层表面粗糙程度提高。此外,复合粒子的SiO_2壳层厚度随TEOS用量增加而增加。     

二氧化硅纳米颗粒的反应离子刻蚀及其在硅纳米针尖制备中的应用

系统地研究了硅衬底上二氧化硅纳米颗粒的反应离子刻蚀（R IE）过程,并在此基础上制备了可用于场发射的硅纳米针尖阵列.首先,采用改进的蒸发法在硅衬底上实现二氧化硅纳米颗粒的单层密排结构,再采用典型的刻蚀二氧化硅的RIE技术同时刻蚀硅衬底和二氧化硅纳米颗粒,在对纳米颗粒尺寸随刻蚀进行而改变的电镜照片分析的基础上,获得了相应的二氧化硅纳米颗粒刻蚀模型,计算得到横向和纵向的刻蚀速率;当刻蚀后的二氧化硅纳米颗粒从衬底上脱落后,进一步对硅衬底的刻蚀可以得到锐利的硅纳米针尖阵列,初步的实验结果表明,所制备的硅纳米针尖具有较好的场发射特性.     

载银纳米磁粒抗菌剂的研究

采用双层包裹法首次制备出载银磁粒抗菌剂.并对样品进行SEM、XRD、IR、磁性参数分析和抗菌性能研究,结果显示磁粒抗菌剂的平均粒径为75nm,粒径均匀,基本呈圆球型.二氧化硅以无定形状态存在,银以银单质出现在纳米粉体中.磁粒抗菌剂的饱和磁化强度比纳米铁氧体减小,但仍具有好的磁性.银含量＞3.87%时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有99.9%的杀菌性能.     

Tuning ratios, densities, and supramolecular spacing in bifunctional DNA-modified gold nanoparticles

Methods for combining multiple functions into well-defined nanomaterials are still lacking, despite their need in nanomedicine and within the broader field of nanotechnology. Here several strategies for controlling the amount and the ratio of combinations of labeled DNA on 13-nm gold nanoparticles using self-assembly of thiolated DNA and/or DNA-directed assembly are explored. It is found that the self-assembly of mixtures of fluorescently labeled DNA can lead to a higher amount of labeled DNA per particle; however, the ratio of fluorophores on the nanoparticles differs greatly from that in the self-assembly solution. In contrast, when fluorescently labeled DNA are hybridized to DNA-modified gold nanoparticles, the fluorophore ratio on the nanoparticles is much closer to their ratio in solution. The use of bifunctional DNA-doublers in self-assembly and DNA-directed assembly is also explored to increase the complexity of these materials and control their composition. Finally, tuning the distance between the labels from 2.9 to 5.4 nm was achieved using different hybridized DNA clamp complexes. Fluorescent results suggest that assembling these clamps on nanoparticle surfaces may be possible, although the resulting label spacing could not be quantified.     

Templated Out-of-Equilibrium Self-Assembly of Branched Au Nanoshells

Out-of-equilibrium self-assembly of metal nanoparticles (NPs) has been devised using different types of strategies and fuels, but achieving finite 3D structures with a controlled morphology through this assembly mode is still rare. Here, a spherical peptide-gold superstructure (PAuSS) is used as a template to control the out-of-equilibrium self-assembly of Au NPs, obtaining a transient 3D-branched Au-nanoshell (BAuNS) stabilized by sodium dodecyl sulphate (SDS). The BAuNS dismantles upon SDS concentration gradient equilibration over time in the sample solution, leading to NPs disassembly and regression to PAuSS. Notably, BAuNS assembly and disassembly promotes temporary interparticle plasmonic coupling, leading to reversible and tunable changes of their plasmonic properties, a highly desirable behavior in the development of optoelectronic nanodevices.     

二氧化硅纳米微粒对达克罗涂层性能的影响

将纳米SiO2微粒加入到达克罗涂层中制备出了复合涂层,利用SEM、EDS、XRD等分析方法对添加纳米微粒前后的涂层做了显微表征和分析.结果表明,复合涂层的硬度、抗划伤性、摩擦性能和耐腐蚀性都有不同程度的提高,且涂层保留了本身的优点,外观、耐水性、附着强度等都未受影响;从不同角度探讨了纳米微粒提高涂层性能的方法和原因.     

Controlled self-assembly of metal-organic frameworks on metal nanoparticles for efficient synthesis of hybrid nanostructures

We report a novel approach for synthesizing inorganic nanoparticle/metal-organic frameworks (MOFs) heterostructured nanocomposites by self-assembly of MOFs on nanoparticles. This approach involves the synthesis of Au nanoparticles and preferential growth of [Cu(3)(btc)(2)](n) frameworks consisting of Cu(2+) ions and benzene-1,3,5-tricarboxylate (btc) on nanoparticles. Aggregates consisting of 11-mercaptoundecanoic acid (MUA)-stabilized Au nanoparticles linked by Cu(2+) ions were necessary for preferential self-assembly of [Cu(3)(btc)(2)](n) frameworks on the aggregates, resulting in the formation of Au nanoparticles/[Cu(3)(btc)(2)](n) nanocomposites. The present approach was confirmed to be applicable for other hybrids consisting of Au nanoparticles and tetragonal [Cu(2)(ndc)(2)(dabco)](n) frameworks.