胶体模板法制备有序大孔TiO2材料

以单分散的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为胶体模板, 采用钛酸丁酯、水、乙醇、盐酸等配成的混合溶胶填充在微球间间隙, 经水解形成凝胶, 然后通过程序升温焙烧去掉单分散的PMMA微球, 可得有序TiO₂大孔材料. 实验结果表明, 溶胶的配比为V(钛酸丁酯)∶V(水)∶V(乙醇)∶V(盐酸)＝5∶2∶3∶1, 在空气中凝胶20 h. 去掉单分散的PMMA微球的程序升温控制的条件为1 ℃/min的升温速率升到250 ℃恒定3 h, 再以2 ℃/min的升温速率升到450 ℃恒定8 h, 最后以10 ℃/min的降温速率降到室温.     

三维规则排列的大孔SiO2材料的制备及表征

 以聚苯乙烯微球离心后形成的三维规则排列的胶晶作模板，以正\r\n硅酸乙酯、水、乙醇和盐酸等配制的溶胶填充微球间的间隙，然后原位\r\n形成凝胶，最后通过焙烧除去微球得到三维规则排列大孔二氧化硅材料\r\n．以苯乙烯为原料，过硫酸钾为引发剂，在70℃下搅拌28h后得到含聚\r\n苯乙烯微球（直径约为600nm）的母液．将母液在900～1000r／min的转\r\n速下离心12～24h得到紧密堆积排列的胶晶．以正硅酸乙酯作为硅源，\r\n按n（Si（OEt）4）∶n（EtOH）∶n（HCl）∶n（H2O）＝1∶3．9∶0．\r\n3∶1．8制成透明的SiO2溶胶．溶胶浓度控制在0．5～1．0mol／L．滴\r\n加在胶晶上的溶胶靠毛细管的作用力填充入微球间隙．重复填充多次（\r\n一般不超过5次）．焙烧在流量为1L／min的空气中进行，升温速度控制\r\n在5℃／min以下．在300℃下恒温5h以除去聚苯乙烯微球，在570℃下焙\r\n烧5h．焙烧后的样品表面可观察到五颜六色的彩光．SEM分析结果表明\r\n，球形孔（孔径约500nm）大小均匀，排列整齐，保持了微球的紧密堆\r\n积排列结构．孔与孔之间由小孔窗相互交连，孔壁比较充实，壁厚约为\r\n130nm．     

顶空气相色谱法测定加巴喷丁三类残留溶剂含量

建立了顶空毛细管色谱法测定加巴喷丁原料药中4种三类残留溶剂的方法。采用气相色谱顶空进样法,以水:DMF(9:1,V/V)为溶剂,DB-624为分析柱,采用程序升温:初始柱温35℃保持3 min,以10℃/min的升温速率升至155℃,保持4 min,再以30℃/min的升温速率升至245℃,保持5 min。结果表明:4种残留溶剂色谱峰面积与浓度线性关系良好,加标回收率结果满意。本方法可用于加巴喷丁原料药中残留溶剂乙醇、丙酮、异丙醇和三乙胺的检测。     

从Hansen三维溶度参数探讨TMPTA-St在乙醇-水混合溶剂中沉淀聚合形成单分散聚合物微球的边界条件

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)作交联剂,苯乙烯(St)作共聚单体,在不同TMPTA/St质量比下在乙醇与水的混合溶剂中进行沉淀聚合,对单体转化率和微球收率以及微球单分散性等参数进行了表征.对相应不同水含量的混合溶剂以及混合单体的Hansen三维溶度参数进行了计算,尝试对不同聚合条件下混合溶剂与混合单体的三维溶度参数进行比较以建立一个形成单分散微球的边界条件,为通过沉淀聚合制备单分散微球提供一个判断方法.在本文实验条件下,使用乙醇或其与水的混合物为聚合介质,当共混溶剂与共混单体的极性溶度参数之差Δδp和氢键溶度参数之差Δδh分别为5.0和12.4,9.2和20.1以及6.0和10.0 MPa1/2时,在由这3个实验点组成的区域之内进行沉淀聚合即可以制得单分散聚合物微球.当Hansen溶度参数之差(Δδp或Δδh)超出此范围时,沉淀聚合所制得聚合物微球分散度迅速变宽,甚至在聚合过程中凝胶化.色散溶度参数变化甚微,难以由此建立单分散微球的形成条件.     

微凝胶胶体晶体研究进展

Poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)微凝胶粒子是一种软的胶体粒子.和单分散的SiO_2、PS、PMMA等硬的胶体粒子一样,单分散的PNIPAM微凝胶粒子也可以自组装成为高度有序的胶体晶体.微凝胶粒子软物质的特性及其对外部刺激的响应性赋予其不同于硬球的组装行为.微凝胶胶体晶体的高度有序结构及其刺激响应性使其在诸多领域有重要用途.本文分别介绍了三维及二维微凝胶胶体晶体组装的研究进展,并对已开发的基于微凝胶胶体晶体的应用进行了总结.     

二维胶体晶体异质结构的制备及传感性

制备具有不同粒径和折射率的聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球,采用多次尖端导流法制备多重二维胶体晶体异质结构(2D-CCHs)阵列,在2D-CCHs阵列的间隙处填充丙烯酸类凝胶,再将PS或PMMA模板微球去掉,得到传质速度更快的2D-CCHs反蛋白石凝胶.经扫描电子显微镜证实,所制备的异质结构胶体晶体均为二维结构,且排列较为规整.德拜衍射、反射光谱和结构色分析结果表明,2D-CCHs的光学性质主要是各单层二维胶体晶体阵列独立衍射的叠加.随着p H值由7降低至3,双层2D-CCHs反蛋白石凝胶的德拜衍射环直径均减小了约80 nm,表明2D-CCHs反蛋白石凝胶可应用于化学传感领域.     

室温沉淀聚合制备单分散聚苯乙烯微球

采用沉淀聚合的方法以乙醇/水为混合溶剂、K_2S_2O_8/NaHSO_3为引发剂,室温下引发苯乙烯聚合制备了单分散的聚苯乙烯(PS)微球.研究了反应时间、引发剂用量、反应溶剂中乙醇与水的比例、搅拌速度对聚苯乙烯微球的收率及形貌、单体转化率的影响.结果表明,聚苯乙烯微球的单体转化率、微球的收率和粒径随着反应时间的延长而增加,反应12 h后趋于稳定;当增加引发剂的用量,聚苯乙烯微球的单体转化率、微球的收率和粒径都有所增加,K_2S_2O_8与Na HSO_3用量分别在≤2.0%和1.3%时,能够得到单分散的聚苯乙烯微球;随着反应介质中水含量的增加,聚苯乙烯微球的单体转化率、微球的收率先增加后降低,单分散性变差,水含量在≤40%能够得到单分散的微球;搅拌速度从600 r/min增加到1200 r/min时,微球粒径、收率与单体转化率几乎没有变化.并初步研究了聚苯乙烯微球的形成机理.     

胶晶模板法制备3DOM尖晶石型LiMn2O4及表征

通过乳液聚合获得粒径为280 nm左右的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球, 从其母液中离心沉降制得胶晶模板. 将LiNO3, Mn(Ac)2·4H2O和柠檬酸按摩尔比1∶2∶2配成前驱物的醇水混合溶液, 填充于PMMA胶晶模板间隙中, 经干燥和焙烧氧化成孔制得了三维有序大孔(3DOM)锂锰氧化物. 实验结果表明, 当n(Li)/n(Mn)=0.6, 前驱液浓度在0.6~1.0 mol/L之间和升温速率为2 ℃/min时, 分别在300与600 ℃下两段恒温焙烧2~3 h有利于目标产物的形成. SEM测试结果表明, PMMA胶晶模板和3DOM锂锰氧化物均为面心立方紧密堆积, 排列规则有序, 大孔直径在200~240 nm之间, 孔壁厚度在30~45 nm之间. 产物经XRD晶相测定和EDTA, KMnO4滴定分析确证为正尖晶石型LiMn2O4.     

介孔空心球状WC微球结构与晶相形成机理

采用喷雾干燥微球化处理-气固反应法制备了介孔空心球状WC微球，应用扫描电子显微镜(SEM)对微球的形貌变化进行了表征。结果表明，介孔空心球状结构是逐步形成的。其中，空心球状结构形成于前驱体微球化处理过程中，介孔结构形成于空心微球还原碳化过程中。在与样品制备工艺条件相同的情况下，采用原位X射线衍射技术(in situ XRD)对样品的晶相演变规律进行了监测。结果表明，样品在CO/CO₂气氛中进行还原碳化时，当温度缓慢而连续上升到750 ℃时，其晶相变化遵循AMT → WO₃ → WO₂ → W₂C → WC规律;当采用“阶跃式”升温，即温度缓慢而连续上升到400 ℃，然后再快速上升到750 ℃，并在750 ℃下进行还原碳化时，其晶相变化规律为AMT → WO₃ → WO₂ → WC。这说明，样品的晶相演变不仅与还原碳化温度和时间有关，而且与升温方式和升温速率有关。     

单分散SnO2中空微纳米球的制备和性质

模板法是制备无机中空微纳米球的重要方法之一. 本文以苯乙烯为单体, 通过乳液聚合得到粒径约为620 nm的单分散聚苯乙烯(PS)微球. 以磺化后的聚苯乙烯(PSS)微球为模板, 利用阴阳离子静电吸附作用, 将PSS与前驱体SnSO₄中的Sn²⁺结合. 通过Sn²⁺在乙醇-水介质中的水解作用得到核-壳复合结构, 再经高温煅烧, 得到SnO₂中空微纳米球. 实验对前驱体的浓度、表面活性剂的用量、反应时间及模板选择等方面做了研究,通过扫描电镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)、红外(IR) 光谱、热重分析(TGA)、H₂ 程序升温还原(H₂-TPR)、Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面积等技术深入探究SnO₂中空微纳米球的结构, 并对比中空SnO₂与实心粒子的氧化还原特性. BET和H₂-TPR显示将SnO₂制备成微纳米空心球后其比表面积增大, 表面氧空位明显增多, 氧化活性明显提高. 从IR 及XRD推断核-壳结构形成机理, 进而优化出简单合理的实验方案, 获得表面光滑、结构致密, 包覆厚度可控的SnO₂中空微纳米球.     

溶胶-凝胶法制备的铑基CO加氢制C2含氧化合物催化剂

用XRD,FT-IR,吸附CO的程序升温脱附(TPD),吸附CO的程序升温表面加氢反应(TPSR)等技术,并结合高压下CO加氢反应研究了用溶胶-凝胶法制备的铑基催化剂.结果表明,用溶胶-凝胶方法制备的催化剂中,Rh以极高的分散状态(主要以单原子形式)存在.与文献报道的浸渍法催化剂不同,CeO2的加入使甲醇选择性显著提高,但降低了催化剂的活性.CeO2对Rh的促进作用可能主要是CeO2与Rh产生了电子效应,即CeO2向Rh转移了电子.     

溶胶-凝胶法制备单分散功能性二氧化硅球

采用溶胶-凝胶法一步制备单分散二氧化硅微球,该二氧化硅微球表面富集大量的官能团,提供反应活性位点。具体研究配料比、搅拌速度、电解质浓度对微球粒径的影响。通过加入具有官能团的硅烷从而得到功能性二氧化硅微球,可以用于生物样品分析检测。     

以单分散P(DC-TMPTA)聚合物微球为Pickering乳液稳定剂制备石蜡乳液和石蜡微球

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和1-十二烯(DC)为单体,不使用任何乳化剂或分散稳定剂,通过沉淀聚合制备了高度单分散P(DC-TMPTA)的聚合物微球颗粒.以此聚合物微粒为Pickering稳定剂,不添加任何化学助剂,以乙醇-水混合介质在70℃下通过恒速振荡制得了单分散石蜡Pickering乳液.将该体系迅速降温至石蜡熔点之下,制得了窄分布的固体石蜡微球.研究了连续相水含量、振荡频率及稳定粒子尺寸对Pickering乳液及石蜡微球的影响,优化了石蜡乳液和微球的制备条件.利用扫描电子显微镜对石蜡微球的表面和内部形貌进行了表征,结果表明P(DC-TMPTA)微球全部聚集在石蜡液滴和固化后的石蜡微球表面.基于石蜡微球和聚合物稳定粒子的尺寸,计算了不同条件下石蜡微球表面聚合物粒子的数量.通过聚合物粒子在石蜡-乙醇和水混合溶液界面的三相接触角以及石蜡-乙醇和水混合溶液界面张力的测定,计算了聚合物粒子在石蜡-乙醇和水混合溶液界面吸附能,为解释该体系Pickering乳液的稳定性提供了理论支持.     

铁镍磁性微球直接纯化组氨酸标签蛋白

以氯化铁与硫酸镍为主要原料基于热分解法原理一锅法合成铁镍磁性微球。氯化铁、硫酸镍和乙酸钠在(80℃)乙二醇中搅拌30 min,在氮气保护下,加入乙醇胺后180℃搅拌6h,经过水清洗与乙醇清洗后获得有磁性的含镍微球,XRD检测结果证实晶型为Ni Fe2O4,晶体的平均粒径为6.75 nm。磁性微球不经任何修饰直接与组氨酸标签蛋白结合,完成带有组氨酸标签的绿色荧光蛋白纯化,SDS-PAGE检测结果表明:使用5倍于镍配位凝胶质量的铁镍磁性微球可达到与镍配位凝胶相近的蛋白质吸附量。低成本的铁镍磁性微球可以替代镍配位凝胶用于组氨酸标签蛋白的分离纯化。     

三维有序介孔/大孔TiO2微球的制备、表征及光催化性能

以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,分别以钛酸四丁酯和四异丙醇钛为钛源,通过溶胶-凝胶法辅助模板法制得TiO2纳米微球前驱体,并用程序升温控制其焙烧温度,最终成功制得了具有三维有序介孔/大孔复合结构的TiO2微球.以罗丹明B(RhB)为模型污染物,探索了以不同钛源制备得到的介孔/大孔复合TiO2微球的光催化性能;并采用XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、比表面积测试、光催化性能测试等对样品的晶粒尺寸、物相、形貌、光吸收、比表面积及性能等进行了分析.结果表明,运用溶胶凝胶法辅助模板法能够合成结晶度高、形貌规整、比表面积大、光催化活性良好的锐钛矿相TiO2微球.     

凝胶渗透色谱对二次催化溶胶-凝胶法制备硅胶微球过程的监控

采用凝胶渗透色谱法(GPC),通过对二次催化溶胶-凝胶法制备硅胶微球原料硅酸乙酯 40(TES40)、中间产物聚硅酸乙酯(PES)分子量的在线测定,实现了对反应过程的监控.采用Shodex KF-802凝胶色谱柱,以四氢呋喃为流动相,流速0.5 mL/min,柱温40 ℃,采用示差折光检测器检测.校正曲线为1gMw= ...     

单分散脲醛/SiO2复合微球的制备及其形成机理研究

在二氧化硅溶胶中,通过尿素和甲醛在酸性条件下的缩聚反应,用聚合诱导胶体团聚法(PICA)制备出单分散脲醛/SiO₂复合微球.分别用扫描电镜(SEM)和光学显微镜研究了反应条件[如:甲醛/尿素摩尔比(R)、pH值、溶剂的组成等因素]对复合微球的大小和形状的影响.结果发现:当pH＝0.3～0.8, R＝1～4,水溶液中乙醇体积含量(V_e)为10%～30%时,可重复获得平均粒径约为4 μm的单分散复合微球.对复合微球形成机理的研究表明,尿素和甲醛在SiO₂酸性溶胶中发生聚合反应,随着反应的进行,SiO₂胶体颗粒逐渐吸附在齐聚物分子链上,当聚合物链达到沉淀临界链长时,由于相分离作用,从前驱物溶液中析出,形成脲醛/SiO₂复合微球.     

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯沉淀聚合制备单分散聚合物微球

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体,偶氮二异丁腈为自由基引发剂,以乙醇或乙醇-水混合物作溶剂,在2 wt%的单体浓度下通过沉淀聚合制备了交联聚合物微球.探究了聚合时间、混合溶剂的含水量以及交联剂TMPTA用量对聚合过程及聚合产物的影响.结果表明,增加TMPTA用量可提高单体转化率和微球产率;所得微球的粒径则随着TMPTA用量的增加而减小.TMPTA用量占单体总量40 wt%至80 wt%,反应时间不少于6 h时可制得高度单分散聚合物微球,产率达到80%以上.在反应介质中加入水可明显提高单体转化率和微球产率,当混合溶剂中水的体积分数为35%时,仍可制得高度单分散聚合物微球,产率可达94%;但当混合溶剂中水的体积分数达40 vol%时,所得微球的多分散系数增大.     

介孔二氧化钛微球的合成与表征

以非离子型表面活性剂TO8为模板剂,采用溶胶凝胶-表面活性剂法合成了介孔TiO2微球．运用SEM,TG—DTA,XRD,BET,UV等测试手段对其进行表征并探讨了TO8的加入量和不同热处理方式对样品形貌、结构的影响．实验表明TiO2微球呈单分散性,球径约800nm;介孔结构,孔径约3．5nm且分布较窄．TiO2微球为单一锐钛矿相,在190～380nm范围内有强紫外吸收．热处理时采取分步焙烧、控制升温速率和高温焙烧时间,可获得比表面较大的介孔TiO2微球．     

乙酸乙酯/乙醇混合溶液中分散聚合制备单分散亚微米级聚丙烯酰胺微球

以乙酸乙酯/乙醇混合溶液为分散介质, PVP为分散剂, 通过分散聚合法合成了单分散亚微米级PAM微球. 在反应初期, 自动加速现象明显. 由于凝胶效应的影响, 分子量随着单体转化率的提高而逐渐增大. 考察了分散剂浓度对最终产物增率的影响, 并用IR光谱对产物的结构进行了表征, 证明分散聚合体系中吸附稳定机理和接枝稳定机理同时存在, 且以后者为主. 同时还研究了混合溶剂比例、分散剂浓度、初始单体浓度和引发剂浓度对微球粒径及粒径分布的影响. 结果表明, 乙酸乙酯/乙醇体积比在5∶5-7∶3范围内, 可得到粒径在200 nm左右, 且分布较窄的PAM微球; 分散剂浓度增大, 粒径减小; 引发剂浓度增加, 粒径增大; 初始单体浓度较高或较低时, 都得不到单分散性微球.