FA共聚物/SiO_2杂化薄膜的制备及表面性能的研究

以含氟丙烯酸酯(FA)共聚物乳胶粒为模板,四甲氧基硅烷(TMOS)为硅源,环境条件下仿生矿化制备得到核壳型FA共聚物/SiO2杂化纳米粒子,其中壳层由数十个纳米级的小SiO2粒子组成。进一步采用溶剂直接挥发法制备得到FA共聚物/SiO2杂化薄膜,结果证实无机SiO2粒子杂化可有效提高薄膜表层粗糙度,降低表面自由能,导致水滴静态接触角明显增加,并且一定范围内TMOS用量的增加和矿化反应时间的延长均有利于提高杂化薄膜的疏水、疏油性能。     

纳米SiO_2/聚丙烯酸酯组装杂化乳液的合成及表征

通过乳液聚合法成功合成了纳米SiO2/聚丙烯酸酯杂化乳液。首先将纳米SiO2经过表面官能团化处理,使其表面含有活性官能团,然后经过乳液聚合使丙烯酸酯单体在纳米SiO2表面引发聚合,合成了具有核壳结构的纳米杂化乳液。采用透射电子显微镜(TEM)对乳液的微观结构进行了表征,并对胶膜进行了机械力学性能测试和表面润湿性能测试。结果表明纳米SiO2的表面官能团化处理改善了纳米粒子在乳液中的稳定性,当纳米SiO2质量分数为0 2%时,杂化乳液胶膜的拉伸强度和断裂伸长率同时达到最大值。其表面润湿性与SiO2质量分数有关,SiO2质量分数为0 5%时其杂化乳胶膜的接触角最大,耐水性最好。     

RAFT与点击化学结合合成SiO2/PNIPAm杂化微球

利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合与点击化学相结合的方法,将大分子链末端含巯基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm-SH)接枝到SiO2纳米粒子上制备了温度响应的SiO2为核、PNIPAm为壳的核-壳结构的SiO2/PNIPAm纳米杂化微球。采用FTIR、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)对SiO2/PNIPAm杂化微球进行了表征。结果表明,SiO2/PNIPAm杂化微球粒径约为286 nm,尺寸均一。热重分析表明,PNIPAm接枝率为87%(质量分数),PNIPAm分子链在SiO2粒子上的接枝密度为0.4分子链/nm2。杂化微球表现出明显的温度响应性,温度从25℃升至35℃时,杂化微球粒径从286 nm减小至268 nm,PNIPAm壳层的厚度从16 nm减小至7 nm。     

二氧化硅球的制备及其功能化

以正硅酸四乙酯为硅源,分别在碱性和酸性条件下制备了二氧化硅(SiO2)球状粒子;在碱性条件下制备了具有荧光功能的SiO2-FITC复合纳米球;以Sn2+作为敏化剂,在SiO2球表面沉积Ag纳米颗粒,制备了SiO2/Ag核-壳结构纳米粒子。通过透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见近红外(UV-vis-NIR)分光光度计,荧光分光光度计对SiO2球,SiO2-FITC荧光纳米球,SiO2/Ag核-壳结构纳米粒子的形貌和光学吸收、荧光发射特性进行了表征。结果表明,碱性环境下制备的SiO2球粒径大小为纳米级,酸性环境下制备的SiO2球粒径大小为微米级,酸性环境下制备的SiO2球比碱性环境下制备的硅球致密。掺入FITC的SiO2球具有荧光发射特性,且发光强度可以控制。Ag纳米颗粒修饰的SiO2/Ag核-壳结构纳米粒子具有等表面等离子体共振吸收特性。     

fnSiO2@mSiO2核壳粒子的制备及表征

本文将掺杂有三元荧光共振能量转移染料对的SiO2纳米核引入介孔SiO2球形粒子中,形成在单一波长激发下能产生多色荧光发射的核壳结构。产物通过TEM、XRD、BET等方法进行了表征。结果表明:成功制备得到以荧光纳米粒子为核,介孔SiO2为壳层的核壳粒子(fnSiO2@mSiO2),介孔孔径为2.5nm。     

Ag@SiO_2核壳纳米粒子的制备与表征

以NaBH4作还原剂,TEOS为前体,采用反相微乳液法制得粒径50～100nm的Ag@SiO2核壳纳米粒子,其中Ag核为面心立方结构,壳层为无定形SiO2。考察催化剂加入的先后和微乳液R值(R=n水/n表面活性剂)对Ag@SiO2核壳纳米粒子形成的影响。用TEM、UV-Vis、XRD对纳米粒子的形貌及性质进行表征。结果表明:催化剂若先于TEOS加入,易得到Ag@SiO2核壳纳米粒子,随着R值的增加,Ag核的粒径变大,纳米粒子逐渐由单核变成多核。催化剂若后于TEOS加入,则形成负载型Ag/SiO2复合物。Ag核被SiO2壳包覆后的等离子共振吸收峰发生了微弱红移。而当壳厚80nm时,由于SiO2的散射作用,吸收峰会发生蓝移。     

丙烯酸酯核壳纳米粒子的合成及其改性环氧树脂

以丙烯酸丁酯(BA)为软单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体和甲基丙烯酸缩水甘油脂(GMA)为官能单体,采用乳液聚合法合成出具有活性结构的BA/MMA/GMA核壳纳米粒子,并以此作为环氧树脂(EP)的增韧改性剂。研究结果表明:当w(核壳粒子)=10%、m(BA):m(MMA):m(GMA)=80:20:10时,与纯EP体系相比,改性EP体系的断裂伸长率提高了42.5%,剥高强度提高了近3倍,25℃和150℃时的剪切强度分别提高了48.6%和31.2%,坡璃化转变温度变化不大;红外光谱(FT-IR)证实,该核壳纳米粒子具有典型的特征吸收峰;透射电镜(TEM)观察结果表明,合成粒子具有纳米级核壳结构。     

水性聚氨酯包封原生SiO2纳米复合材料的制备及表征

主要研究了SiO2 /水性聚氨酯 (WPU)无机 -有机纳米复合物的制备方法。TEM和动态光散射分析表明 ,SiO2 /WPU纳米复合物粒子分散于WPU胶束内部 ,粒径在 60nm左右 ,具有核 -壳型结构的纳米级微粒。体系有着良好的稳定性和透光性 ,并且其随着SiO2 含量的增加而降低。胶束良好的包覆作用 ,抑制了纳米粒子的团聚 ,是保持其良好的稳定性和较小粒径的原因     

二氧化硅/二氧化锆核壳复合材料的制备及性能

合成了一种新型的二氧化硅/二氧化锆(SiO2/ZrO2)核壳型复合材料。利用异丙醇锆的水解缩合在SiO2微球表面沉积ZrO2层,得到二氧化锆包覆的SiO2/ZrO2核壳型复合氧化物。采用SEM、EDX、XRD等对复合材料的形貌及性质进行表征。利用IR-1红外发射率测量仪测定复合粒子在8～14μm波段的红外发射率。结果显示:该复合物具有明显的核壳结构。随着沉积次数的增加,ZrO2在SiO2表面的含量增加。ZrO2层经高温热处理可分别形成四方和单斜两种晶型。ZrO2层沉积在SiO2表面后,得到的SiO2/ZrO2核壳复合粒子的红外发射率较基底SiO2的有所降低。ZrO2的晶型也影响着复合材料的红外发射性能。ZrO2层为单斜晶的SiO2/ZrO2核壳复合物在8～14μm波段的红外发射率值比ZrO2层为四方晶时的更小。ZrO2层和SiO2球之间的界面作用解释了该复合材料红外发射率降低的原因。     

纳米银的制备、修饰及与鲱鱼精DNA的作用

采用氧化还原法制备了纳米银粒子,在乙醇溶剂中,纳米银粒子表面成功包覆上了SiO2层.利用透射电镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱对纳米银及包覆结构(Ag为核,SiO2为壳,Ag@SiO2)进行了表征.实验表明:氨水的加入顺序对Ag@SiO2核壳结构具有一定的影响;随着SiO2壳层的不断加厚,纳米银的特征吸收峰红移,吸收强度降低,在本实验中当厚度大于50nm时,特征吸收峰发生蓝移,吸收强度增大.纳米银的发射光谱表明SiO2壳层的包覆使纳米银的发射强度降低.另外,采用光谱法考察了Ag@SiO2纳米粒子与鲱鱼精DNA的相互作用,结果表明:鲱鱼精DNA的吸收光谱及Ag@SiO2的发射光谱无明显变化,初步证明Ag@SiO2纳米粒子具有较好的生物兼容性,这为Ag@SiO2纳米粒子的毒理及其在生物医学上应用提供了重要依据.     

核壳结构SiO_2/SnO_2纳米复合微粒的合成与表征

文章从TEOS出发,先水解制备了纳米二氧化硅微粒,再以五水四氯化锡为锡源,碳酸铵为沉淀剂,通过控制反应条件,用共沉淀法在二氧化硅表面包覆上一层锡化物层,经600℃煅烧2 h后形成了具有核壳结构的SiO2/SnO2纳米复合微粒,并用透射电镜、激光粒度仪、FTIR等手段对其形貌、结构、组成进行了表征。结果表明：形成的核壳结构SiO2/SnO2纳米复合微粒是以二氧化硅为核,氧化锡为壳,内核直径约为120 nm,壳层厚度为8～18 nm;氧化锡基本以成膜包覆为主,伴有部分氧化锡自身成核团聚。     

Facile synthesis of silica/polymer hybrid microspheres and hollow polymer microspheres

Monodisperse silica/polydivinylbenzene (SiO₂/PDVB) and silica/poly(ethyleneglycol dimethacrylate) (SiO₂/PEGDMA) core-shell hybrid microspheres were prepared by a two-stage reaction with silica particles' grafting of 3-(methacryloxy)propyltrimethoxysilane (MPS) as core and PDVB or PEGDMA as shell, in which the MPS-modified silica core with diameter of 238 nm was synthesized by Stöber method and subsequently grafted with MPS as the first-stage reaction. The PDVB or PEGDMA shell was then encapsulated over the MPS-modified silica core by distillation precipitation polymerization of divinylbenzene (DVB) or ethyleneglycol dimethacrylate (EGDMA) in neat acetonitrile with 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) initiator as the second-stage reaction. The encapsulation of PDVB and PEGDMA on modified silica core particles was driven by the capture of DVB or EGDMA oligomer radicals via the vinyl groups on the surface of the modified silica cores during the second-stage polymerization in the absence of any stabilizer or surfactant. The shell thickness of the core-shell hybrid particles was controlled by the feed of DVB or EGDMA monomer during the polymerization. Hollow PDVB or PEGDMA microspheres with various shell thickness were further developed after selective removal of the modified silica cores with hydrofluoric acid. The resultant core-shell hybrid materials and hollow microspheres were characterized by transmission electron microscopy (TEM), and Fourier transform infrared spectra (FT-IR).     

Fabrication of hollow silica particles using copolymeric spheres prepared in supercritical carbon dioxide

Amine functional polymeric spheres were prepared via the dispersion polymerization of 2-dimethylaminoethyl methacrylate and methylmethacrylate in supercritical carbon dioxide, and they were employed efficiently as templates for the fabrication of hollow silica particles. A small amount of divinyl benzene was used as a crosslinking agent to control the morphology of the copolymeric particles from clumpy solid to spherical shape. The assembly of the polymeric spheres with tetraethylorthosilicate (TEOS) through hydrothermal methods produced core-shell type hybrid particles. The whole process required neither surface treatment for the polymeric particles nor addition of any acidic or basic catalyst for the hydrolysis of silica precursor because dimethylamino groups of the copolymeric spheres were able to absorb water and catalyze the hydrolysis of TEOS for the deposition of the silica gel network. The polymeric cores were completely removed by calcination process and silica hollow particles with well-defined structure were obtained finally. The silica hollow particles were characterized by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, which clearly revealed that the silica spheres had the hollow structure with 151 nm wall thickness.     

聚(St-BA)/SiO_2复合微球的制备及其乳胶膜性能研究

利用苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)在纳米SiO2水分散体系中进行细乳液聚合,制备了成膜型聚(St-BA)/SiO2复合微球。研究了单体组成、SiO2用量和1-乙烯基咪唑(1-VID)用量对复合微球粒径的影响,采用动态光散射粒度分布仪(PCS)、透射电镜(TEM)、扫描探针显微镜(AFM)及DSC对复合微球及乳胶膜进行了表征。结果表明:制备得到的聚(St-BA)/SiO2复合微球具有草莓型结构,二氧化硅于表面富集,其平均粒径在192~327nm之间。对所得乳胶膜的研究发现,纳米SiO2粒子均匀分散在复合乳胶膜中,有机相和无机相达到纳米级复合,且该复合乳胶膜具有快速吸水和快速干燥的特性。     

Preparation of poly-(NIPAM) grafted hybrid silica particles with hollow structure in emulsion

The successful preparation of hybrid silica particles was studied using 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMPM) and poly(N-isopropylacrylamide) (poly-(NIPAM)) in W/O (water-in-oil) emulsion. In general, hollow silica materials were made using a template method that was needed a process of template removal. However, in this paper, hollow particles grafted with organic materials were synthesized directly and the structure of particles was controlled by adjusting ratio of reactants. A large amount of thermo-responsive polymer such as poly-(NIAPM) can be formed at the surface of hollow silica particles because silica substrates have many methacrylate functional groups at surfaces. Detailed characterization of the hybrid silica particles was investigated using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA), and differential scanning calorimetry (DSC) to elucidate the morphologies and properties of the hybrid silica particles.     

柠檬酸盐保护下光化学一步法合成Au核-Pt壳纳米粒子及其表征研究

柠檬酸钠做保护剂,光化学同时还原Au(Ⅲ)与Pt(Ⅳ)离子混合物合成Au核Pt壳纳米粒子。应用XPS、UV-V is、TEM等分析手段研究了Au-Pt纳米粒子的结构、形貌、化学状态等。结果表明:所合成的双金属纳米粒子为球形,具有Au核-Pt壳复合结构,平均粒径范围为8.1~5.1 nm。     

CuO@HHSS催化剂制备及催化还原对硝基苯酚性能

在水热合成复合二氧化硅空心球（HHSS）基础上,以硝酸铜为原料,采用超声辅助浸渍法制备出高分散CuO@HHSS复合催化剂。采用X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段对合成催化剂的形貌和结构进行了表征。结果表明：CuO@HHSS催化剂依然保持HHSS的层次纳米中空结构;CuO颗粒高度分散在HHSS表面,而且复合催化剂具有较高的比表面积（488.9 m²/g）。以对硝基苯酚（4-NP）的催化还原反应作为反应模型,考察了CuO和CuO@HHSS催化剂对4-NP还原的催化性能。结果表明：在不同对硝基苯酚浓度下CuO@HHSS展现出优异的催化性能,在200 s内催化硼氢化钠（NaBH₄）将4-NP转化为对氨基苯酚（4-AP）。     

微滴乳液聚合制备PDMS/SiO2纳米复合材料

采用超声分散的方法,以少量八甲基环四硅氧烷(D₄)对硅溶胶粒子进行表面接枝改性。然后在改性硅溶胶存在下,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂兼催化剂进行D₄的微滴乳液聚合,得到聚硅氧烷(PDMS)/二氧化硅(SiO₂)纳米复合乳液。采用FTIR、TGA、纳米粒度仪、TEM和拉力机分别对样品进行了表征。结果表明:采用超声分散的方法,能够有效地实现硅溶胶粒子的表面改性。通过微滴乳液聚合得到的复合乳胶粒是聚合物包覆二氧化硅粒子的核壳结构形态。SiO₂的引入提高了有机硅复合膜力学性能,增强了热稳定性。     

交联型PUA复合乳液的合成、表征与性能探究

采用半连续法以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚醚210、二羟甲基丙酸（DMPA）等为聚氨酯原料,甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸丁酯（BA）为丙烯酸酯类单体,甲基丙烯酸羟丙酯（HPMA）为偶联剂,过硫酸钾（K₂S₂O₈）为引发剂,三羟甲基丙烷（TMP）为交联剂,合成了具有明显核壳结构的丙烯酸酯改性水性聚氨酯（PUA）乳液。通过傅里叶红外光谱和透射电镜对聚合物结构和乳胶粒形态进行表征,并通过接触角（CA）、力学性能测试,差示量热扫描（DSC）和热重分析（TG）等手段研究了乳胶膜的性能。结果显示,当TMP用量为0.8%时,乳胶粒呈核壳结构,乳液稳定性能好,乳胶膜的拉伸强度达到12.5MPa,对水的静态接触角为96°,耐水性和耐热性也有显著提高。