PMMA纳米球的制备及其银膜包覆技术

采用无皂乳液聚合法制备了单分散、直径为170 nm左右的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米球, 然后利用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MATS)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)对PMMA纳米球进行表面改性, 在其表面包覆一层均匀的巯基, 通过巯基与银离子之间的相互作用, 使银在PMMA纳米球表面成核长大, 从而合成PMMA/Ag纳米球壳粒子. 通过扫描电子显微镜、投射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱测试技术对产物性能进行了表征, 研究结果表明, 制备的PMMA/Ag纳米球壳粒子的分散性好、包覆均匀.     

制备方法对模板法制备SiO_2中空微球形貌的影响

模板法是制备无机中空微球的重要方法之一.首先通过苯乙烯和甲基丙烯酸的无皂乳液聚合法制得表面含羧基、粒径为360nm的单分散聚苯乙烯(PSt)乳胶粒,并以此为模板,分别采用表面改性-前驱体水解法(PHC)和SiO2纳米颗粒层层自组装法(LBL),制备出了不同壳层厚度的PSt/SiO2核壳结构复合微球,然后经500℃煅烧4h,得到SiO2中空微球.利用透射电镜和扫描电镜对微球结构形态进行了表征.研究表明,首先利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对PSt模板微球进行表面改性、然后再在乙醇-水混合介质中进行原硅酸乙酯(TEOS)水解与缩合反应的PHC法,是制备PSt/SiO2核壳结构复合微球的简便方法,复合微球经煅烧可制得表面均匀、结构致密、壳层厚度和形貌可控的SiO2中空微球;而LBL法制备PSt/SiO2核壳结构复合微球的工艺复杂,煅烧后所得SiO2中空微球结构疏松,易于破碎.     

无皂乳液聚合法制备聚甲基丙烯酸甲酯包覆厚度可控的纳米核-壳二氧化硅微球

用改进的Stöber法和无皂乳液聚合法制备窄分布的二氧化硅/PMMA核-壳纳米微球. 用改进的Stöber法将3-乙氧基甲基丙烯酸丙基硅烷(MPS)修饰在纳米的二氧化硅表面后, 用无皂乳液聚合法制备核-壳纳米微球. 该法简单有效且得到厚度均匀的聚合物包覆层. 随着单体MMA用量的增加, 用动态光散射法测量, PMMA壳层的厚度从6.4 nm增加到96.3 nm. 热重分析表明, PMMA的含量从22.25%增加到93.41%. 扫描电子显微镜和透射电子显微镜结果表明, 得到的是包覆良好、表面光滑的核-壳无机/聚合物纳米微球.     

结构型载体负载纳米银合成及催化性能

通过两步聚合法合成具有温度敏感性能的核-壳型聚(苯乙烯-N-异丙基丙烯酰胺)/N-异丙基丙烯酰胺共聚3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(P(St-NIPAM)/P(NIPAM-co-MPTMS))复合微凝胶材料.以经3-巯丙基-三甲氧基硅烷(MPS)表面修饰的复合微凝胶为载体,乙醇为还原剂,在温和条件下控制性还原制备纳米银微粒.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、X-射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)仪、热分析(TGA)和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等手段对P(St-NIPAM)/P(NIPAM-co-MPTMS)-(SH)Ag复合微凝胶的结构、组成和性质进行表征.同时,以硼氢化钠还原对硝基苯酚为模型反应,对该复合材料催化还原性能进行了评价.结果表明,载体含有巯基的有机-无机杂化网络结构的限域作用使原位合成的纳米银微粒的分散性较好.载体微凝胶壳层链节中无机组分MPTMS的引入在一定程度上降低了复合凝胶温敏性,但复合凝胶仍表现出催化还原反应的温敏性调控和良好的催化活性.以上实验结果与温敏性PNIPAM链节被无机网络分隔而有利于反应传质及壳层巯基对原位纳米银形成尺寸和空间分布的有效控制有关.本研究对功能性金属纳米催化复合材料的研究具有积极借鉴意义.     

磁性荧光纳米材料的制备与性能

采用表面活性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰Fe₃O₄磁性纳米粒子, 经质子化后, Fe₃O₄磁性纳米粒子表面披覆大量的正电荷, 与表面带负电荷的巯基丙酸(MPA)修饰的核壳CdSe/CdS/ZnS量子点(QDs)通过强烈的静电作用而发生组装, 得到兼具磁性和荧光性能的磁性荧光纳米材料. 利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对磁性荧光纳米材料进行表征. 研究表明, 由两种粒子组装的核壳结构复合粒子拥有良好的磁性能和荧光性能.     

钛酸四丁酯水解制备聚苯乙烯/二氧化钛核壳粒子及空心二氧化钛微球

通过无皂乳液聚合方法制备了阳离子型及阴离子型聚苯乙烯(PSt)乳胶粒,并对后者用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)进行了表面改性制得了乳胶粒表面载正电荷的乳液.在乙醇与水的混合溶剂中,分别使用以上3种PSt乳胶粒为核加入钛酸四丁酯制备了核壳型PSt/TiO2复合粒子.结果显示,仅在使用经KH550改性的阴离子PSt乳...     

种子表面改性法制备核壳结构PSt/SiO_2复合微球

首先采用无皂乳液聚合法合成了表面带负电荷、粒径为360nm的单分散聚苯乙烯(PSt)种子乳液,并以EtOH/H2O混合物为分散介质,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)在25℃下对PSt微球表面进行改性,得到了表面硅烷化并带有正电荷的改性PSt种子乳液,然后在碱性条件下加入原硅酸乙酯(TEOS)使其和微球进行共水解与共缩聚,制备出了核壳结构PSt/SiO2复合微球,并利用电镜对复合微球的结构形态进行了表征.研究表明,PSt种子乳液改性时体系的zeta电位随着KH-550用量的增加而升高,当KH-550用量为PSt种子重量的1/3时,体系的zeta电位从原来的-34.5mV升高到了38mV,达到对PSt微球表面改性的最佳值;在制备PSt/SiO2复合微球时,TEOS水解缩聚形成的SiO2包覆到改性微球上的量随着反应时间的延长而增加,反应24h时达到97.9%的最大值;随介质中水含量的增加,吸附到复合微球表面上的SiO2纳米颗粒逐渐减少,复合微球表面逐渐变得光滑,当EtOH/H2O质量比降低到60/28.5时,得到结构均一、壳层厚度为35nm的核壳结构PSt/SiO2复合微球。     

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.     

乙烯基化的中空二氧化硅球的制备与表征

在乙醇/氨水介质中,以分散法制备的聚苯乙烯微球为模板,通过乙烯基三乙氧基硅烷水解缩合反应在聚苯乙烯表面形成包覆层.然后将聚苯乙烯球核溶解而制备了乙烯基化二氧化硅空心微球.     

Pickering乳液聚合制备核-壳结构PS-SiO2复合微球

用二氯二甲基硅烷对纳米SiO2粒子进行疏水改性,当其表面Zeta电位由-54.8 mV变成-25.8 mV时,SiO2粒子就能在苯乙烯-水界面自组装,形成稳定的Pickering乳液,即以胶体粒子为乳化剂的乳液.利用Pickering乳液聚合制备了以聚苯乙烯(PS)为核、纳米SiO2为壳的PS-SiO2复合微球.用FT-IR、XPS、SEM、偏光显微镜等对复合微球进行了表征.结果表明:复合微球由聚苯乙烯和纳米二氧化硅粒子组成,二氧化硅粒子以单层、六方密排的方式分布在聚苯乙烯微球表面.     

功能性硅烷在纳米氧化硅表面的自组装

在分散体系中,两种功能性硅烷,甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷(MPTES)和氨丙基三甲基硅烷(APTES)在纳米氧化硅表面形成自组装单分子层,用XPS 和FTIR对所得自组装单分子层进行了表征.元素分析结果表明,所得功能性纳米氧化硅中的功能基含量分别为1.03 mmol/g甲基丙烯酰氧基/丙烯酰氧丙基纳米氧化硅(MPSN)和3.34 mmol/g氨基/氨丙基纳米氧化硅(APSN).LSS 分析结果表明,未修饰纳米氧化硅、 MPSN和APSN在甲苯分散体系中的平均流体力学直径大约分别为240、 45和560 nm.     

细乳液聚合制备载有CdTe的交联聚苯乙烯荧光微球

利用改进的正相细乳液聚合法, 对疏水的CdTe纳米晶进行包覆, 得到了纳米级的交联聚苯乙烯荧光微球. 研究发现, 较高的引发剂浓度和较高的交联度有利于抑制相分离的发生和荧光的保持. 进而将3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷作为共聚单体, 得到了表面硅羟基功能化的聚苯乙烯荧光微球, 改善了微球在水相中的分散性, 并将此类荧光功能微球成功用于细胞成像.     

虚拟分子印迹与表面增强拉曼散射联用技术用于孔雀石绿的超灵敏检测

采用抗坏血酸还原法制备Ag球粒子,然后用3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷使其表面硅烷化,最后用虚拟模板分子松香酸代替模板分子孔雀石绿与功能单体甲基丙烯酰胺反应合成虚拟印迹聚合物.结果表明,生成的"核-壳"式复合基底比Ag的表面增强拉曼散射（SERS）增强效果显著,其对孔雀石绿的最低检测浓度达到10^-11 mol/L.该方法实现了背景噪音的消除,提高了分析结果的准确性,为有机染料的超灵敏检测提供了参考.     

受限空间内聚苯乙烯微粒的制备

以(N,N-二甲氨基-4-吡啶)五氰合铁(II)封端的聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物(EPE-Fe)与苯乙烯在水中自组装形成纳米体系(EPE-Fe-St), 在纳米尺度受限空间内进行了苯乙烯自由基聚合, 制备了聚苯乙烯微球(EPE-Fe-PS). 用Fe³⁺对自组装体系的纳米球壳进行固化后形成Fe-EPE-Fe-St 体系, 聚合后也制备了聚苯乙烯微球(Fe-EPE-Fe-PS). 研究结果表明,制备了粒径为60～200 nm 的不同粒径单分散聚苯乙烯微球, 聚合温度对纳米Fe-EPE-Fe-St 体系粒径影响较小, 而对EPE-Fe-St 体系较大. 在受限空间内苯乙烯的自由基聚合可得到数均分子量超过70 万的聚苯乙烯; 自组装体系中引发剂量增多使聚苯乙烯分子量下降, 聚合温度上升也使分子量下降, 而增加自组装的EPE-Fe 用量可增加聚苯乙烯的分子量. 两种受限条件下的聚苯乙烯微球的玻璃化转变温度(T_g)在90～135 ℃之间, 纳米反应器壳层的硬化提高了聚苯乙烯微球的T_g.     

苯乙烯在烷基功能化硅单晶表面的原位活性自由基聚合反应

介绍了一种在单晶硅表面制备聚苯乙烯刷子的新方法, 此方法分3步进行: (ⅰ) 将3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷接枝到单晶硅表面, (ⅱ) 以偶氮二异丁腈(AIBN)为催化剂, 将2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧基-1-羟基(HTEMPO·)引入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的末端, (ⅲ) 在HTEMPO·存在下, 苯乙烯进行活性自由基聚合反应. 可控活性自由基聚合反应可以精确控制分子量及其分布. 光电子能谱(XPS)的测试结果表明, 带有引发剂的烷氧基链已接枝到单晶硅表面. XPS和橢偏仪的测试结果表明, 聚苯乙烯以化学键的方式被锚接到了单晶硅上. 接枝聚合物层的厚度可由反应时间来精确控制. 用此方法可以在基体表面合成无规共聚物或嵌段共聚物.     

pH值和前驱体用量对核壳结构PSt/SiO2复合微球结构形态的影响

首先通过无皂乳液聚合法制得表面含羧基、粒径为360 nm的单分散聚苯乙烯(PSt)种子乳液,并在EtOH/H2O混合介质中用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对其进行改性,制得表面含有活性硅乙氧基并带有正电荷的改性PSt乳胶粒,然后再加入原硅酸乙酯(TEOS)进行共水解与共缩聚反应,制备出了核壳结构PSt/SiO2...     

反应介质pH值和前驱体用量对PSt/TiO_2复合微球结构形态及TiO_2空心微球形貌的影响

首先用聚乙烯亚胺(PEI)对粒径为360 nm的单分散无皂聚苯乙烯(PSt)乳胶粒进行修饰,得到表面荷正电的PSt种子乳液,然后将其滴加到溶有钛酸正丁酯(TBT)的乙醇与水的混合介质中,通过溶胶-凝胶(sol-gel)法制备出了核壳结构PSt/TiO2复合微球,系统研究了体系pH和TBT用量对复合微球结构形态的影响.研究表明,酸性条件不利于核壳结构PSt/TiO2复合微球的形成;当体系pH值为7.2时,可得到包覆完整、TiO2壳层厚度均一的PSt/TiO2复合微球,此后随着体系pH值的升高,包覆厚度逐渐提高;当pH值升高到11.0时,壳层厚度达到最大,但出现了包覆层不完整的复合微球.在固定聚合体系pH为8.5,EtOH/H2O质量比为100/6,表面修饰PSt种子乳液用量为0.5 g(固含量为4%)的条件下,随着TBT用量从0.01 g增加到0.16 g,复合微球壳层厚度从约0 nm逐渐增加到60 nm;当TBT用量增加到0.32 g时,壳层厚度迅速降至12nm,微球表面变得粗糙,并出现大量未包覆微粒;此后随着TBT用量的增加,包覆层厚度逐渐减少,未包覆微球逐渐增多.结果显示,当复合微球中TiO2包覆层达到一定厚度时,经煅烧后才能得到形貌完整的TiO2中空微球.     

表面硅烷化铜箔的电化学腐蚀与防护研究

用γ-氨丙基三甲氧基硅烷(γ-APS)溶液对铜箔表面硅烷化处理,采用动电位极化和电化学交流阻抗研究不同pH的γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶液自组装铜箔电极在0.1 mol.L^-1NaCl溶液的腐蚀防护效果,采用扫描电子显微镜观察γ-氨丙基三甲氧基硅烷自组装膜的表面形貌.结果表明,γ-氨丙基三甲氧基硅烷自组装铜箔有较好的腐蚀防护效果,其中pH=7的γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶液自组装膜的抗腐蚀效果最佳.     

新型含磷阻燃剂的合成及阻燃PC/ABS的热稳定性能

通过9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、乙烯基甲基二甲氧基硅烷(WD-23)和γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷(DB902)之间的反应,合成了一种新型含磷阻燃剂:10-(乙基甲基二甲氧基硅烷)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物/γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷共聚物(DPWDF).利用热重分析(TGA)研究了阻燃剂及阻燃PC/ABS的热稳定性.结果表明:480 ℃以后,阻燃剂在空气氛围中的残炭量比在氮气氛围中的高;阻燃剂提前于基体PC/ABS分解,有利于促进基体成炭,提高基体的高温残炭量.     

原子层沉积法制备巯丙基硅胶及其对溶液中钯(Ⅱ)离子的吸附行为

采用原子层沉积技术, 在3~5 kPa真空和125~150 ℃ 的反应条件下, 使γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)和γ-巯丙基二甲氧基甲基硅烷(MPDMMS)3种巯丙基硅烷试剂气化, 并在三乙胺的催化作用下, 分别将其键合于多孔硅胶表面, 制得贵金属钯(Ⅱ)的高效吸附剂. 分别采用FTIR、¹³C和²⁹Si固体核磁、元素分析、热重分析和氮气吸附-脱附等技术研究了巯基硅胶的键合模式和功能基团键合量. 用分光光度法研究了在pH=3.0条件下水溶液中Pd(Ⅱ)离子在巯基硅胶上的吸附行为. 结果表明, 在MPTMS, MPTES和MPDMMS所修饰的硅胶中, 硅烷试剂的功能基团均以双齿键合结构为主, 表面键合量分别达到2.76, 2.53和2.70 μmol/m². 对Pd(Ⅱ)离子的吸附遵从Langmuir等温吸附方程, 饱和吸附量分别达到5.45, 4.21和4.81 μmol/m², Pd/S的摩尔比分别为1.44, 1.35和1.39. 原子层沉积法制备的巯丙基硅胶基质钯吸附剂的巯基键合密度和对钯(Ⅱ)离子的吸附容量均比传统的有机溶剂介质法高.