Janus颗粒的制备及泡沫性能

通过改进的Pickering乳液模板法,对合成的单分散Si O2纳米颗粒的局部表面进行氟化硅烷改性,制备了具有两亲性的Janus颗粒;研究了其在气/液表面上的自组装行为和泡沫性能.采用粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光显微镜、界面流变仪和泡沫扫描分析仪等对Si O2颗粒的粒径分布、石蜡乳滴的表面形貌以及Janus颗粒的化学组成、表面结构、界面活性和泡沫性能进行了表征.研究结果表明,制备的Janus颗粒表面呈现非对称结构.界面活性测试结果表明,Janus颗粒具有良好的界面活性,可以将气/水表面的表面张力降低至38 m N/m.泡沫性能测试结果表明,Janus颗粒能够有效地抑制气泡合并、歧化和液膜排液,所制备的泡沫具有良好的稳定性.     

颗粒乳化剂的研究及应用

近年来,颗粒乳化剂因其在食品、采油、化妆品、医药、催化以及功能纳米材料制备等领域具有潜在应用前景而备受关注。本文综述了近来颗粒乳化剂的研究进展,归纳了颗粒乳化剂的种类,包括:无机纳米粒子、表面改性或杂化的无机粒子、有机纳米粒子以及特殊的颗粒乳化剂Janus粒子;并对颗粒乳化剂能够在油水界面稳定吸附的热力学机理和动力学行为进行了阐述,颗粒乳化剂在油水界面接触角以及粒径大小是其在界面稳定吸附的关键参数,而颗粒在油水界面的排布方式则主要受粒子之间相互作用的影响。重点介绍了颗粒乳化剂的热点应用,包括:(1)利用颗粒乳化剂制备Pickering乳液,以及通过对颗粒乳化剂的功能化,使得Pickering乳液具备环境响应性(即pH、盐浓度、温度、紫外光、磁场敏感响应性);(2)以颗粒乳化剂为构筑基元、以Pickering乳液为模板制备Janus颗粒、Colloidosome、具有多级结构的粒子或膜,以及多孔结构材料;(3) Janus粒子在催化领域的应用。     

低温配位-沉淀法合成疏水ZnO及提高泡沫稳定性的应用

以Zn(NO3)2·6H2O为原料,25%氨水为配位剂,用NaOH做沉淀剂,十六烷基三甲溴化铵(CTAB)为改性剂制备了具有不同表面接触角的氧化锌微球。采用X射线衍射,扫描电镜和表面ζ电位技术对其进行了表征,并对合成过程中体系中的组分分布以及各组分对形貌的影响进行了分析。泡沫稳定性的实验结果表明:颗粒质量浓度为0.03%,接触角为52.9°的氧化锌颗粒具有对泡沫最强的稳定作用。同时对颗粒的疏水改性和提高泡沫性的机理进行了讨论。     

低温配位-沉淀法合成疏水ZnO及提高泡沫稳定性的应用

以Zn(NO₃)₂·6H₂O为原料,25%氨水为配位剂,用NaOH做沉淀剂,十六烷基三甲溴化铵(CTAB)为改性剂制备了具有不同表面接触角的氧化锌微球.采用X射线衍射,扫描电镜和表面ζ电位技术对其进行了表征,并对合成过程中体系中的组分分布以及各组分对形貌的影响进行了分析.泡沫稳定性的实验结果表明:颗粒质量浓度为0.03%,接触角为52.9°的氧化锌颗粒具有对泡沫最强的稳定作用.同时对颗粒的疏水改性和提高泡沫性的机理进行了讨论.     

共沸蒸馏法制备表面化学改性氢氧化镁纳米颗粒

首次将表面改性剂如硬脂酸、硬脂酸锌或稀土偶联剂加入到传统的共沸蒸馏体系中,使Mg(OH)2纳米颗粒的表面改性和干燥过程同时完成。 通过 XRD、TEM、FT-IR、TG和CAM（接触角测试）等技术手段对样品的结构、形貌和性质进行了表征。 结果表明,表面改性剂不但能够和Mg(OH)2纳米颗粒的表面的OH-离子发生化学反应形成表面修饰层, 减少硬团聚现象,而且还使纳米颗粒表面由亲水性变为疏水性。 另外,对共沸蒸馏法制备表面改性纳米颗粒的机理进行了讨论,为纳米颗粒表面改性提供了一种新思路。     

低温配位-沉淀法合成疏水ZnO及提高泡沫稳定性的应用（英文）

以Zn(NO3)2·6H2O为原料,25%氨水为配位剂,用NaOH做沉淀剂,十六烷基三甲溴化铵(CTAB)为改性剂制备了具有不同表面接触角的氧化锌微球。采用X射线衍射,扫描电镜和表面ζ电位技术对其进行了表征,并对合成过程中体系中的组分分布以及各组分对形貌的影响进行了分析。泡沫稳定性的实验结果表明:颗粒质量浓度为0.03%,接触角为52.9°的氧化锌颗粒具有对泡沫最强的稳定作用。同时对颗粒的疏水改性和提高泡沫性的机理进行了讨论。     

碳纳米管表面羧基对纳米RuO2颗粒的分散作用

采用硝酸氧化方法对多壁碳纳米管(CNT)的侧壁进行修饰,得到表面羧基含量可控的CNT,并进一步考察了碳管表面基团分布与纳米RuO2催化剂在CNT上的分散度及催化氧化活性之间的关系.以多齿羧酸配体作为稳定剂,合成了RuO2和IrO2纳米颗粒水溶胶,并通过改变配体的种类及数最对纳米颗粒团聚体粒径进行调控.研究结果表明,羧酸配体和碳管表面的羧基均有助于纳米氧化物颗粒的分散.     

木质素磺酸盐在烯酰吗啉颗粒表面的吸附特性

考察了常用分散剂木质素磺酸钠(Sodium Lignosulfonate, SLS)在烯酰吗啉(Dimethomorph, DMM)上的吸附性能, 并测试了吸附SLS后DMM颗粒表面Zeta电位和接触角的变化, 从理论上探讨了分散剂的吸附对农药颗粒表面物化性能的影响, 指导农药分散剂的开发. 结果显示, 浓度为0~10 g/L时, SLS在DMM表面呈现双层吸附; 低浓度(0~1.0 g/L)时, 吸附等温线符合Langmuir方程. SLS在DMM表面上的吸附属于自发、 放热吸附过程, 吸附力主要包括疏水作用、 范德华力和氢键作用力. SLS在DMM表面吸附后提高了其Zeta电位, 且SLS磺化度越高其提高作用越明显. 随着SLS溶液浓度增大, DMM在SLS溶液中的接触角先减小后增大, 到70º~80º后趋于稳定.     

染料敏化太阳能电池用TiO2薄膜电极的改性制备及光电化学性能

以钛酸四异丙酯为钛源, 用水热法合成制备了具有典型锐钛矿晶型的TiO2纳米材料. 采用金属镍掺杂和表面包覆一层氧化钕, 对TiO2薄膜电极进行改性研究. 实验结果表明, 所制备纳米TiO2颗粒较均匀, 粒径约为17~18 nm. 经镍掺杂后, 颗粒团聚粒径明显增大, 但是仍保持均匀状态和多孔结构. 与改性前的TiO2薄膜电极相比, 金属掺杂和表面包覆有助于光生电子和空穴有效地分离, 电池的短路光电流提高了16%, 光电转换效率提高了17%.     

纳米锰锌铁氧体的制备及在TPV中的应用

采用化学共沉淀法制备纳米锰锌铁氧体纳米颗粒,并用油酸进行表面改性,有效地阻止了纳米颗粒的团聚;改性后团聚体的粒径明显减小,提高了其在TPV中的分散性.将制备好的纳米颗粒作为填料改性TPV,通过一系列试验发现,油酸改性的锰锌铁氧体纳米颗粒比未改性的纳米颗粒更能提高TPV的拉伸强度和断裂伸长率.     

改性二氧化硅纳米颗粒提高二氧化碳泡沫稳定性的研究

通过纳米二氧化硅的硅烷化改性, 使其在高矿化度盐水中可以稳定存在的前提下, 研究了改性纳米颗粒与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵混合体系的溶液稳定性及协同稳定CO₂泡沫的效果. 研究结果表明, 无机盐离子对改性纳米颗粒与阳离子表面活性剂间的静电吸引力具有屏蔽作用, 且矿化度越高, 屏蔽效果越明显, 从而混合溶液更易于在高盐水中稳定; 纳米颗粒表面的活性剂吸附层受二者浓度的影响, 进而影响了颗粒的亲/疏水性; 当混合体系中的表面活性剂浓度低于临界胶束浓度(CMC)时, 混合溶液与CO₂的界面张力高于单独活性剂溶液, 而当活性剂浓度高于CMC时, 对CO₂-溶液界面张力几乎无影响, 最低界面张力可降至6 mN/m左右; 改性纳米颗粒的加入可以进一步提高CO₂体相泡沫半衰期一倍以上, 但受二者浓度比例的影响; 纳米颗粒的加入有效提高了多孔介质中泡沫的表观黏度, 最大增幅由20 mPa·s增至55 mPa·s左右, 泡沫黏度增加接近3倍, 增强了CO₂泡沫驱的封堵作用.     

碳酸钙的原位合成及表面改性

利用碳化法, 选用几种常见的改性剂(硬脂酸钠、十八碳醇磷酸酯和油酸)对碳酸钙进行了原位合成及表面改性. 通过活化度、白度、接触角的测定, 对比了其改性效果, 同时通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试手段对产品进行表征. FT-IR结果表明, 改性剂与碳酸钙表面是以化学键合和物理吸附方式相结合. 碳酸钙改性后, 其红外υ3特征吸收峰出现约44 cm-1的蓝移现象. 对反应机理进行了初步探讨. 实验结果表明, 当十八碳醇磷酸酯用量达到2%(以碳酸钙的质量分数计)时, 产品活化度达到99.9%, 白度值达到97.3%, 接触角达到了122.25°, 从而为新型无机填料的制备提供了理论依据和合成手段.     

无模板剂两步法合成小颗粒ZSM-5沸石团聚体

在无模板剂存在下,以硅酸钠为硅源采用简单的变温两步法,通过控制高温预晶化时间,在转动烘箱中成功合成了小颗粒ZSM-5沸石团聚体.高温预晶化是为了加快反应液的成核,而低温晶化足为了获得小的分子筛晶体.运用X射线衍射,扫描电镜,NH3程序升温脱附和N2吸附-脱附等技术对合成的ZSM-5沸石进行了表征.与一步法合成的微米级颗...     

高分子单链键接Fe_3O_4制备Janus复合纳米颗粒

采用溶剂热法制备油酸保护的Fe_3O_4纳米颗粒,通过硅烷配体交换在颗粒表面引入氨基.基于氨基快速淬灭阳离子活性种,将阳离子聚合制备的活性高分子链如聚(4-氯甲基苯乙烯)键接到氨基改性的Fe_3O_4纳米颗粒表面,制备高分子链/Fe_3O_4复合纳米颗粒.分子量决定键接活性高分子链数目.当高分子流体力学尺寸大于纳米颗粒直径时,空间排斥效应保证单根高分子链键接到Fe_3O_4纳米颗粒(10 nm),得到呈降落伞结构的复合Janus纳米颗粒,高分子链分布在Fe_3O_4颗粒一侧.当高分子链尺寸较小时,多根高分子链键接到纳米颗粒表面.研究了该复合Janus纳米颗粒双亲特性.作为固体乳化剂可容易乳化水/油体系得到稳定乳液.该Janus纳米颗粒在油水界面通过自组装可得到单层薄膜.     

空心微珠的疏油改性对泡沫灭火剂发泡性能的影响

用1H,1H,2H,2H-(十三氟代辛烷基)三乙氧基硅烷(F8261)对空心微珠(HGM)进行表面改性处理,测定了不同条件下油滴在改性空心微珠(MHGM)表面的接触角及停留时间,考察了改性剂浓度、反应时间和反应温度等因素对改性效果的影响,对比了HGM和MHGM对蛋白泡沫液发泡倍数、25%析液时间等参数变化,研究了MHGM对泡沫灭火剂发泡性能和泡沫稳定性的影响.结果表明,在F8261浓度为1.0%,温度为60℃时,超声2.0h,油滴与MHGM的接触角可达132.5°,疏油性能明显增强,灭火剂的发泡性能和油面稳定性显著改善.     

纳米氧化锌的机械力化学表面改性

采用机械力化学表面改性工艺,以硬脂酸为改性剂,在气流粉碎机中对纳米氧化锌进行解团聚和表面改性,并借助SEM、XRD、FF—IR和XPS对改性前后的氧化锌粉体进行结构表征．结果表明：硬脂酸分子化学键合在氧化锌表面．改性前后氧化锌的晶体结构相同,其颗粒的团聚性降低,二次粒径明显减小．通过测定改性样品的活化指数和亲油化度,选择最佳的改性剂用量为氧化锌质量的10％,氧化锌表面亲油疏水,在有机溶剂中有较好的分散性．     

聚氨酯载体的逐层自组装亲水改性研究

利用自组装技术在聚氨酯载体表面制备超支化重氮盐(HB-DAS)/聚苯乙烯磺酸钠(PSS)多层膜,通过红外和椭偏仪表征膜的组装过程,利用接触角研究改性后载体的亲水性和稳定性,并对载体改性前后的生物学性能进行评价。结果表明,HB-DAS和PSS可在聚氨酯表面形成均匀的薄膜。改性后聚氨酯表面具有良好的亲水性,接触角随组装层数的增加而降低,改性载体具有良好的耐酸碱性。改性后载体对微生物的吸附性能明显优于改性前,明显缩短生化系统的启动周期。     

聚苯胺/聚苯乙烯复合Janus颗粒的制备

利用有机溶剂溶胀磺化聚苯乙烯@二氧化钛(SPS@TiO₂)核壳粒子制得二氧化钛/聚苯乙烯(TiO₂/PS)双面神(Janus)颗粒, 并在TiO₂端进行改性, 得到墨绿色的聚苯胺/聚苯乙烯(PANi/PS) Janus颗粒. 用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)、元素分析、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、固体紫外-可见分析(UV-Vis)和四探针法考察Janus颗粒组成、微结构和Janus性质. 结果表明, Janus颗粒为雪人状结构, PS端的平均粒径为228 nm, PANi端的平均粒径从TiO₂的258 nm增大为295 nm; 并且在EDS谱上可以观察到N元素, 而未观察到Ti元素; 包覆的PANi的质量分数为23.7%. 掺杂后PANi/PS Janus颗粒的导电性能较好, 电导率为0.247 S/cm.     

机械力化学法疏水改性高岭土

以含氢硅油为表面改性剂,用机械力化学法改性高岭土.研究了影响高岭土疏水改性效果的相关因素,并对改性后高岭土进行了IR,BET,TEM和接触角等表征.结果表明,含氢硅油改性剂的加入量对高岭土疏水性能影响很大,存在一个最佳值.当油料比为1:30时,改性高岭土粉体粒度较小,分散均匀,改性后高岭土对水的接触角可达155.98 °.此接触角数值远超过改性剂含氢硅油本身和水的接触角,对这一现象进行了深入讨论.     

多功能Fe3O4@SiO2 Janus颗粒

采用溶剂热法和溶胶-凝胶法制备了顺磁性Fe₃O₄@SiO₂颗粒,以Pickering乳液界面保护法实现颗粒表面分区获得Fe₃O₄@SiO₂ Janus颗粒,进一步选区复合生长Pt或Ag纳米颗粒制备Fe₃O₄@SiO₂-Pt和Fe₃O₄@SiO₂-Ag Janus颗粒.Fe₃O₄@SiO₂-Pt Janus颗粒的Pt一侧进行催化过氧化氢的反应,具有自驱动功能.因其顺磁性和两亲性,Fe₃O₄@SiO₂-Ag Janus颗粒能够作为磁响应颗粒乳化剂稳定油水乳液,并将Ag的催化功能引入界面.