静电自组装功能性纳米复合膜的研究进展

通过静电相互作用可自组装形成功能性纳米复合膜.近年来,这一技术发展十分迅速,并且得到了广泛的应用.综述了静电自组装成膜的机理、制备、表征的最新研究进展.     

静电自组装制备含苝衍生物的纳米层状复合膜

采用静电自组装方法制备了稳定的含苝衍生物纳米层状复合膜．用石英晶体微天平(QCM)对静电自组装过程进行了原位监控，发现组装次数与QCM频率变化呈线性关系，通过静电吸附得到的多层累积薄膜具有层状结构，X射线光电子能谱图上出现苝衍生物的特征峰表明组装的薄膜中含有苝衍生物．原子力显微镜表征结果表明，复合膜在一定程度上规整并且均匀的覆盖在电极表面，但存在分子团聚现象，将苝衍生物小分子溶解在聚电解质溶液中作混合浸渍液，提高了组装薄膜的稳定性．     

表面自组装法制备高比容Al2O3/TiO2复合膜

通过提高工作介质氧化膜的介电常数来增加电容器的比容量, 是解决铝电解电容器小型化、轻量化常用的方法之一。本研究采用表面自组装法, 在铝箔表面引入磺酸基团使铝箔表面的荷电性质发生改变, 铝箔与二氧化钛前驱体胶粒间的静电斥力转变为静电引力, 从而增加了二氧化钛在铝箔表面的沉积量。经过热处理与阳极氧化后, 在铝箔表面形成了高介电常数Al₂O₃/TiO₂复合膜。相对未涂覆TiO₂的阳极铝箔, 采用表面自组装法制备的复合膜表面的钛含量增加了30倍, 其比容量在400 V耐压下提高了44.26%。本方法制备的大比容量阳极氧化铝箔在铝电解电容器行业有巨大的应用潜力。     

静电自组装制备低维纳米结构的最新进展

静电自组装技术是一种能够方便地实现低维纳米结构组装的新工艺.由于其具有工艺简单、所得体系热力学稳定性好等优点而受到众多研究小组的重视.详细介绍了静电自组装成膜驱动力的研究结果和近10年来取得的重要进展,并对静电自组装工艺的优缺点进行了评述.     

静电自组装制备纳米TiO2/膨润土复合材料及其光催化性能研究

选用具有优异吸附性的膨润土为载体,采用巯基硅烷偶联剂对膨润土进行干法改性,硅烷偶联剂巯基基团经氧化剂氧化为易电离的磺酸基后,静电自组装制备纳米TiO2/膨润土复合光催化材料.采用XRD对材料的成分和结构进行分析,ESEM对材料微观形貌进行分析,采用甲基橙染料废水评价材料的光催化脱色性能,研究表明:在光照初期,复合材料即...     

原位聚合法制备Nafion(R)/PANI复合膜及其在DMFC中的应用

用0.1 mol/L (NH4)2S2O8/1 mol/L盐酸溶液作引发剂,采用原位化学聚合的方法将苯胺单体聚合在Nafion(R) 112膜基体中.扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)测试结果表明,复合膜的表面和Nafion(R) 112膜相比有明显变化,苯胺主要聚合在膜的两侧.复合膜的红外光谱中出现明显聚苯胺(PAN...     

RGO-MIL-68(Fe)复合材料的静电自组装合成及光催化还原Cr(Ⅵ)的性能

采用静电自组装方法制备氧化石墨烯（GO）-MIL-68（Fe）复合物,并通过简单溶剂热处理,将GO还原为还原氧化石墨烯（RGO）,首次制得RGO-MIL-68（Fe）复合物。通过XRD、FESEM、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等方法对RGO-MIL-68（Fe）复合催化剂的晶体结构、形貌、光吸收性能等物理化学性质进行表征。在可见光照射下,以草酸铵（（NH₄）₂C₂O₄）为牺牲剂,对RGO-MIL-68（Fe）复合材料进行光催化还原Cr（Ⅵ）性能评价,结果表明,只需复合少量的RGO,MIL-68（Fe）的光催化活性就能显著地提高。当RGO含量为1wt%时,RGO-MIL-68（Fe）复合材料表现出最优的光催化活性,反应60 min,体系中的Cr（Ⅵ）的还原率高达81%。结合电化学分析可知,这主要是由于RGO的引入在增强MIL-68（Fe）光吸收性能的同时也促进了光生载流子的分离。      

碳纳米管/壳聚糖载体的静电自组装及其表征

采用混酸氧化法制备表面带负电的羧基化碳纳米管分散体系,以叶酸靶向受体改性壳聚糖,通过羧基化碳纳米管与叶酸改性壳聚糖进行静电自组装,制备了生物相容性好、肿瘤靶向性高的碳纳米管/壳聚糖药物复合载体材料(FA/CS-SWCNTs).利用FTIR、XPS、SEM和TG等分析方法对相应产物的形貌和结构进行了研究.实验结果表明叶酸改性壳聚糖成功组装到羧基化碳纳米管上,热重分析显示该复合材料中壳聚糖的质量分数达到35％,其中叶酸在壳聚糖上的偶联率为8.1％,该载体材料具有良好的亲水性、安全性和靶向性等优点,有望成为新型的肿瘤靶向功能载体材料.     

静电自组装法制备的纳米多层膜的吸波性能

配制了钡铁氧体溶胶和PSS（聚苯乙烯磺酸钠）溶胶,并利用静电自组装的方法在硅片上组装了纳米多层膜。利用紫外-可见分光光度计测出了单层最佳组装时问及每个双层的层厚。用SEM和XPS考察了纳米多层膜的表面形貌和铁元素的价态。对纳米多层膜进行吸波测试,结果显示：总层数为45个双层、总厚度为300nm左右的纳米多层膜有显著的吸波效应,在频率为8～18GHz范围内,最大吸波率达到16．85dB。基于量子理论探讨了纳米多层膜的吸波机理。     

静电自组装制备硅藻土负载纳米TiO_2光催化材料

以TiCl4为钛源,采用静电自组装(ESA)方法制备了硅藻土负载纳米TiO2光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等对材料进行分析和表征;以甲基橙染料评价材料光催化性能.重点考察焙烧温度和偶联剂用量对材料结构和性能的影响.结果表明:纳米TiO2颗粒以团聚状态均匀地沉积在硅藻土微孔的内部及孔口的四周.随着焙烧温度的上升,TiO2晶体结晶趋于完整,晶粒不断长大.硅藻土可提高TiO2的热稳定性,抑制锐钛矿向金红石转变,700℃焙烧样品中TiO2仍为锐钛矿结构.TiO2与硅藻土之间形成Ti—O—Si键而发生键合.制备的光催化剂对甲基橙染料具有吸附与光催化的协同作用.采用静电自组装方法制备的硅藻土负载TiO2光催化剂对甲基橙染料的降解效果优于传统方法.     

聚苯胺/磺化酞菁铜自组装复合薄膜的制备与表征

运用层层自组装的技术制备了聚苯胺/磺化酞菁铜(PANI/CuTsPc)超分子复合薄膜,并通过紫外-可见-近红外吸收光谱、傅立叶红外光谱、X射线衍射仪与原子力显微镜对薄膜进行了表征与分析.紫外-可见-近红外吸收光谱表明,PANI和CuTsPe具有良好的层层自组装特性,沉积过程具有均匀性与重复性;傅立叶红外光谱表明,复合薄膜是由PANI和CuTsPc组成的,PANI和cuTsPc通过静电力的作用组装成膜;X射线衍射结果表明,复合薄膜是非晶态的;原子力显微镜观察到薄膜表面是比较均匀和致密的,但有一定的粗糙度.     

层层自组装制备PANI/CuTsPc复合薄膜及其性能研究

运用层层自组装技术制备了聚苯胺/磺化酞菁铜(PANI/CuTsPc)超分子复合薄膜,并通过紫外-可见-近红外吸收光谱、红外光谱、电导率测试仪与热分析仪对复合薄膜进行了分析表征以及导电性、光吸收与热稳定性能的研究.紫外-可见-近红外光谱表明,PANI与CuTsPc具有良好的层层自组装特性,沉积过程具有均匀性与重复性,复合薄膜在可见光区和近红外区均具有平而且宽的强吸收谱带;红外光谱表明,PANI和CuTsPc通过静电力的作用成功组装成膜,复合薄膜的共轭体系得到加强;电导率测试结果表明复合薄膜具有较高的电导率,达到了0.3S/cm;热分析结果表明CuTsPc组分的加入使复合薄膜具有良好的热稳定性.     

Layer-by-layer assembly of titanate nanosheets/poly- (ethylenimine) on PEN films

Alternating layers of TiO₂ nanosheets and poly(ethylenimine) were sequentially dip coated onto a polyethylene naphthalate substrate (PEN) using layer-by-layer assembly. UV-vis spectroscopy shows a linear growth of the PEI/nanosheets bilayer on the PEN substrate. The cross-section microstructure of the LBL film was studied using scanning electron microscopy (SEM). Helium permeability measurement showed that the titania nanosheet/PEI bilayers reduced the permeation rate of He through the coated PEN film.     

(H4N)2S对电合成CoO/聚苯胺复合膜腐蚀性能的影响

在CoSO₄-C₆H₇N-H₂SO₄混合液中,采用恒电位法合成了CoO/聚苯胺（PANI）复合膜,研究了添加剂（H₄N）₂S对CoO/PANI复合膜的影响。通过电化学测试技术、SEM、XRD和加速腐蚀试验等方法对CoO/PANI复合膜的微观形貌及耐腐蚀性能进行分析。结果表明,合成的CoO/PANI复合膜中,CoO以晶体形式存在,（H₄N）₂S的加入改变了CoO/PANI复合膜膜层的微观形貌,由不致密不规则的片状结构转变为均匀致密规则的片状一体结构,（H₄N）₂S加入量过大导致（H₄N）₂S-CoO/PANI复合膜表面出现少量孔洞;未添加（H₄N）₂S的CoO/PANI复合膜自腐蚀电流密度为7.079×10-6 A/cm2,自腐蚀电位为-0.545 V,添加0.3 g/L的（H₄N）₂S后,（H₄N）₂S-CoO/PANI复合膜自腐蚀电流密度达到7.943×10-7 A/cm2,自腐蚀电位达到-0.314 V,极化电阻为6 426.8 Ωcm2,经过10% HCl点滴腐蚀时间达478 s,中性盐雾实验56 h未见锈蚀,（H₄N）₂S显著提高了CoO/PANI复合膜的耐腐蚀性能。      

SiO2/胶原水解物-聚乙烯醇杂化复合膜的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用溶胶-凝胶法原位制备了SiO2/胶原水解物-聚乙烯醇杂化复合膜(SiO2/CH-PVA杂化膜).通过溶胀、热重(TG)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和拉伸实验,考察了SiO2对杂化膜性能的影响.结果表明,SiO2的引入减小了膜的平衡溶胀度,减缓了膜的溶胀速率,有效地抑制...     

Giant domain formation in Langmuir-Blodgett films based on Alkylammonium-Au(dmit)2 salt

The crossed polarized-light microscopy has revealed that the as-deposited LB film of the 2C₁₄-Au(dmit)₂ salt consists of giant domains of several hundred microns, which have a uni-axial molecular arrangement. By the electrochemical oxidation, the giant domains disappear and smaller domains of 5-10 μm appear. According to the atomic force microscopy (AFM) observation, the as-deposited film consists of domains of several microns but it appears that the observed domains are fragments formed by cracks generated in much larger domains, as seen by the shapes. It is hypothesized that there exist giant domains at the air/water interface but cracks are made during the transfer process. Thus, the uni-axial molecular arrangement is kept over the macroscopic range. Considering the random potentials set up by grain boundaries and/or defects, fabrication of the crack-free LB film is considered to be indispensable for realizing metallic properties down to much lower temperatures and global superconductivity.     

聚乳酸/乙基纤维素复合膜的制备及其性能

以烯基琥珀酸酐( ASA) 作为新型增塑剂, 使用三氯甲烷作为聚乳酸( PLA) 和乙基纤维素( EC) 的共溶剂, 采用溶液浇铸法成功制备了聚乳酸/ 乙基纤维素复合膜。用红外光谱( FT IR) 、X 射线衍射(XRD) 表征了复合膜结构, 并测试了其吸水性和力学性能。FTIR 测试结果显示, 复合膜中存在强烈的氢键相互作用。XRD 表明,ASA 显著提高了PLA 和EC 2 种高聚物的界面黏合性。力学测试结果表明, ASA 对该复合膜具有良好的增塑效果。当膜中PLA 质量分数[ 37%时, PLA 对复合膜起增强作用。复合膜的吸水性随ASA 含量的增大而降低, 随PLA 含量的增大而提高。该复合膜作为一种潜在的药物缓释材料, 将具有广阔应用前景。      

Fabrication of transparent conductive carbon nanotubes/polyurethane-urea composite films by solvent evaporation-induced self-assembly (EISA)

Transparent and conductive carbon nanotubes (CNTs)/polyurethane-urea (PUU) composite films were prepared by solvent evaporation-induced self-assembly (EISA). Pristine CNTs were treated with acids (H₂SO₄/HNO₃ = 3:1, v:v), acylated with thionyl chloride, and purified after filtration. These acylated CNTs (0.05 wt.% in dimethylformamide, DMF) were deposited onto the 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES)-modified glass substrate by DMF EISA at 100 °C with the withdrawal rate of 3 cm/h. The CNT layers of 200–400 nm thicknesses were transferred to the PUU films by solution casting or resin transfer molding (RTM) at ambient temperature. Optical transmittances of the composite films were 60–75% at 550 nm wavelength and their sheet resistances were 5.2 × 10⁰–2.4 × 10³ kΩ/square, and which varied significantly with type of CNTs and the transferring methods of CNT layers.     

YBCO超导薄膜进氧脱氧过程的原位X射线衍射研究

用原位X射线衍射法研究了磁控溅射c取向YBa2 Cu3 O6+x/SrTiO3 (YBCO/STO)优质超导外延膜在 3 2 5℃氧气中的进氧过程和氮气中的脱氧过程。研究表明 ,薄膜的进氧和脱氧过程快慢相当 ,进脱氧过程都由氧扩散控制。