多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜的制备及其催化性能（英文）

随着工业的进步,废水处理特别是印染废水的处理成为亟待解决的问题.银纳米粒子因其特殊的物理化学性能而表现出催化活性,但银纳米粒子的团聚限制了其使用,所以出现了一系列新的载体材料,如微球、薄膜和纤维等.其中电纺纳米纤维由于具有高比表面积,作为载体材料具有非常大的优势,而将常规电纺纳米纤维作为载体也已有报道.但是,将具有更高比表面积的电纺纳米纤维作为载体,特别是一种类似于树枝状结构的多尺度纳米纤维作为载体还鲜有报道.本文制备了一种多尺度结构的PA6纳米纤维膜,该纳米纤维膜由直径为50-120 nm的主纤维和10-50 nm的分支纤维构成;由于分支纤维的出现,多尺度结构纳米纤维膜的比表面积得到了提高,可以为银纳米粒子的负载提供更多附着位点.制备的多尺度结构纳米纤维膜通过银胶溶液浸渍成功地负载银纳米粒子,对制备的纳米纤维膜的形态、化学结构以及对亚甲基蓝的催化性能进行了探讨.SEM,EDS和TEM结果表明,银纳米粒子成功地负载在多尺度结构纳米纤维的表面,并且银纳米粒子的粒径以及负载量可以通过变换银胶溶液的浓度合理调控.此外,与常规PA6纳米纤维膜相比,多尺度结构纳米纤维膜更有利于银纳米粒子的分散,同样通过银胶溶液A浸渍,负载在多尺度结构纳米纤维上银纳米粒子粒径为8.6 nm,而负载在普通PA6纳米纤维上银纳米粒子粒径为11.2 nm.XPS分析表明,银纳米粒子成功地负载到多尺度结构纳米纤维上,并且经不同银胶溶液处理,纳米纤维膜的载银量不同.通过O的高能XPS分析发现,银纳米粒子与PA6分子间形成了配位键,这在一定程度上有利于Ag纳米粒子的固定,阻止了Ag纳米粒子的团聚.Ag/PA6纳米纤维膜以及多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜催化降解实验表明,多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜具有较高的催化活性,反应2 h后对10 mg/L亚甲基蓝的降解率达到98.13%,并且降解过程符合伪一级动力学.不同浸渍液浓度处理纳米纤维膜催化实验表明,Ag纳米粒子的大小以及含量都会影响纳米纤维的催化活性,纳米粒子粒径越小,其催化活性越高;不同NaBH_4加入量催化体系催化实验表明,随着NaBH_4加入量的增大,催化体系的降解率增高,其对催化体系的催化性能起着至关重要的作用;其他条件一定,随着染料初始浓度的增大,催化体系的催化性能下降;循环实验表明,经5次循环之后,其降解率仍高达83.5%,该纳米纤维膜具有一定的循环使用性能.     

多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜的制备及其催化性能

随着工业的进步,废水处理特别是印染废水的处理成为亟待解决的问题.银纳米粒子因其特殊的物理化学性能而表现出催化活性,但银纳米粒子的团聚限制了其使用,所以出现了一系列新的载体材料,如微球、薄膜和纤维等.其中电纺纳米纤维由于具有高比表面积,作为载体材料具有非常大的优势,而将常规电纺纳米纤维作为载体也已有报道.但是,将具有更高比表面积的电纺纳米纤维作为载体,特别是一种类似于树枝状结构的多尺度纳米纤维作为载体还鲜有报道.本文制备了一种多尺度结构的PA6纳米纤维膜,该纳米纤维膜由直径为50?120 nm的主纤维和10?50 nm的分支纤维构成;由于分支纤维的出现,多尺度结构纳米纤维膜的比表面积得到了提高,可以为银纳米粒子的负载提供更多附着位点.制备的多尺度结构纳米纤维膜通过银胶溶液浸渍成功地负载银纳米粒子,对制备的纳米纤维膜的形态、化学结构以及对亚甲基蓝的催化性能进行了探讨.SEM,EDS和TEM结果表明,银纳米粒子成功地负载在多尺度结构纳米纤维的表面,并且银纳米粒子的粒径以及负载量可以通过变换银胶溶液的浓度合理调控.此外,与常规PA6纳米纤维膜相比,多尺度结构纳米纤维膜更有利于银纳米粒子的分散,同样通过银胶溶液A浸渍,负载在多尺度结构纳米纤维上银纳米粒子粒径为8.6 nm,而负载在普通PA6纳米纤维上银纳米粒子粒径为11.2 nm.XPS分析表明,银纳米粒子成功地负载到多尺度结构纳米纤维上,并且经不同银胶溶液处理,纳米纤维膜的载银量不同.通过O的高能XPS分析发现,银纳米粒子与PA6分子间形成了配位键,这在一定程度上有利于Ag纳米粒子的固定,阻止了Ag纳米粒子的团聚.Ag/PA6纳米纤维膜以及多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜催化降解实验表明,多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜具有较高的催化活性,反应2 h后对10 mg/L亚甲基蓝的降解率达到98.13%,并且降解过程符合伪一级动力学.不同浸渍液浓度处理纳米纤维膜催化实验表明,Ag纳米粒子的大小以及含量都会影响纳米纤维的催化活性,纳米粒子粒径越小,其催化活性越高;不同NaBH4加入量催化体系催化实验表明,随着NaBH4加入量的增大,催化体系的降解率增高,其对催化体系的催化性能起着至关重要的作用;其他条件一定,随着染料初始浓度的增大,催化体系的催化性能下降;循环实验表明,经5次循环之后,其降解率仍高达83.5%,该纳米纤维膜具有一定的循环使用性能.     

乳化体系对薰衣草香料液体纳米胶囊形成能力的影响

本文以壳聚糖为壁材、以薰衣草香料为芯材,考察了乳化体系对薰衣草香料液体纳米胶囊形成能力的影响.本文所选用的乳化剂包括:Tween-20、Tween-40、Tween-60、Tween-80、Tween-85、CO-40及Span-80.首先,分别以Tween-20、Tween-40、Tween-60、Tween-80、Tween-85及CO-40为乳化剂制备薰衣草香料液体纳米胶囊并绘制相关伪三元相图,考察了乳化剂结构对液体纳米胶囊形成能力的影响.随后将Tween-60与Span-80复配,考察乳化体系的亲水亲油平衡值(HLB值)对液体纳米胶囊形成能力的影响.另外还考察了三种助乳化剂:乙醇、1,2-丙二醇及正丁醇以及乳化剂与助乳化剂质量比(Km值)对液体纳米胶囊形成能力的影响.最后,借助动态光散射技术(DLS)、电导率等表征手段,研究了乳化体系与芯材的质量比(S:O)对所制备的薰衣草香料纳米胶囊的粒径及其粒径分布、透光率以及结构类型的影响.结果表明,以CO-40与Span-80复配作为乳化剂, 1,2-丙二醇为助乳化剂, Km值为3, S:O值大于7:3时,可以制得可无限稀释的粒径约为10 nm、低分散且透明的薰衣草香料液体纳米胶囊.     

Pt/MnO2纳米结构催化剂的制备与结构表征

采用一种简单的方法合成了Pt/MnO2纳米结构催化剂.通过改变还原时间、反应温度、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的用量、Pt负载量等,研究了反应条件对Pt/MnO2纳米结构催化剂的Pt纳米粒子的粒径大小、粒径分布和分散性影响.并在最佳条件下合成一系列不同载体和Pt负载量的Pt/MnO2纳米结构催化剂.通过X射线衍射（XRD）...     

膨胀石墨负载纳米Pt催化剂的制备及其电催化性能

以天然鳞片石墨为基材,采用高氯酸插层氧化制备了膨胀石墨(EG),利用乙二醇液相还原法在其表面负载了Pt纳米颗粒;采用XRD、TEM、SEM及循环伏安曲线(CV)等手段对其形貌、结构及对甲醇的电催化性能进行了表征研究。结果表明,Pt纳米颗粒的平均粒径为2.56 nm,均匀地分布在膨胀石墨载体表面,而片状结构的膨胀石墨载体能明显提升其电催化活性和抗CO中毒性能;相同条件下,该膨胀石墨负载纳米Pt催化剂的质量活性比和电流密度分别是商用JM Pt/C的1.24倍和1.5倍。     

羟基磷灰石/明胶复合纤维的制备及其蛋白吸附研究

自然界中的一些物质(如骨)具有多重复杂分级结构,这种高度有序的微结构赋予了这些物质独特的近乎完美的综合性能。受此启发,制备具有仿生天然硬组织微结构的生物材料具有重要的意义。本文采用静电纺丝法成功制备出具有微结构的羟基磷灰石/明胶纳米复合纤维。探讨了明胶浓度、羟基磷灰石颗粒浓度和粒径对复合纤维形貌的影响,并对其牛血清白蛋白的吸附性能进行了讨论。研究结果表明,明胶浓度增大,纤维直径增大,其浓度过大会出现粘连现象,明胶浓度为15%纺丝较好;羟基磷灰石粒径为12μm,浓度为3%时的复合纤维为纳米级,纤维均匀。复合纤维的微结构是通过导电模板的拓扑结构来实现,研究发现纤维主要集中分布在图案化导电模板的棱上,实现了对复合纤维的有序调控即材料的结构设计。羟基磷灰石/明胶纳米复合纤维对牛血清白蛋白的吸附浓度主要取决于复合纤维的有效吸附面积,且牛血清白蛋白主要吸附在复合纤维的棱上。     

聚苯胺纳米纤维固定化辣根过氧化物酶的合成及性能研究

FeCl3为氧化剂合成了聚苯胺纳米纤维,纤维直径20~30 nm,并以此为载体对辣根过氧化物酶进行了固定化.SEM,FTIR,UV-Vis等结构表征证明辣根过氧化物酶HRP中的质子可作为掺杂剂与聚苯胺主链中的氮结合,酸根离子作为对阴离子依附于聚苯胺主链周围,实现了聚苯胺载体对生物酶的固定化.聚苯胺纳米纤维具有较大的比表面积,有利于增加酶的负载量,提高固定化酶活性.该方法简单,快速,载体材料无需活化.与游离酶相比,固定化酶对pH,高温的耐受性,不同温度下的热稳定性均有了明显的提高,在4℃条件下保存7周后固定化酶活性几乎没有损失,重复使用6次后仍可保持80%的酶活,说明纳米结构的聚苯胺是一种良好的载体,可实现生物酶的高效固定化.     

芯材结构及组成对天然香料液体纳米胶囊形成能力的影响

本文以壳聚糖为壁材、CO-40/Span-80/1,2-丙二醇为乳化体系,考察不同芯材结构及组成对液体纳米胶囊形成能力的影响.本文所选用的芯材为乙酸芳樟酯、柠檬香茅醛、芳樟醇、香叶醇、香茅醇和苎烯等芳香小分子,以及薰衣草香料、柠檬香料及香茅香料3种天然香料.首先,以这些芳香小分子作为芯材制备纳米胶囊并绘制相关伪三元相图,考察芳香小分子结构对液体纳米胶囊形成能力的影响.其次,将这些芳香小分子按照不同的比例进行复配用作芯材制备液体纳微胶囊,并与以天然香料为芯材所制得的液体纳米胶囊性能进行对比,归纳出制备小粒径、窄分布且透明的天然香料液体纳米胶囊的一般规律.结果表明,芯材的亲水部分结构中含有以下官能团时,它们形成透明液体纳米胶囊的能力依次为:酯基羰基羟基,且芯材疏水部分体积越大形成透明液体纳米胶囊的能力越小;复合组分用作芯材时,其组分比例与天然香料组成比例相近时,所获得液体纳米胶囊性能相似;复合组分中含量最高的组分决定了其最终液体纳米胶囊的性质.     

TiO2纳米膜表面结构形态特征

采用反胶束法制备TiO2纳米溶胶,用浸渍提拉法在不同的条件下制备了三种TiO2多孔纳米薄膜,并利用AFM、SEM、XRD等方法对膜表面结构物理化学特性进行表征.结果表明三种膜基本上由粒径约为59 nm的纳米粒子以不同的方式堆积而成,溶胶刚生成时浸提一次,干燥、焙烧得到膜上纳米粒子分布均匀,所生成的二次粒子粒径最小,二次粒子形成的二次表面粗糙度最小,浸提10次得到膜上纳米粒子间存在较丰富缝隙结构,二次粒子粒径及其形成的表面粗糙度较大,而溶胶制备好陈化6 h后浸提得到的膜上二次粒子粒径最大,表面粗糙度最高.由分形理论估算得到三种膜的分形维数分别是2.22、2.20和2.27. XRD测试表明,膜上TiO2为锐钛矿晶相.这些结果表明,采用不同制备步骤得到的膜,其表面结构形态存在较大的差异.     

纳米香料技术的现状与发展

纳米加香技术可以提高香料在基材内的负载并实现可控释放,从而提高芳香产品质量,增加产品对消费者的吸引力.本文对国内外的纳米加香技术的当前状况和研究进展进行了评述,指出了当前香精加香技术存在的问题,提出了基于基材纳米结构的直接纳米加香技术具有的发展潜力和优势,并讨论了实现该技术在芳香高端产品的大规模应用上仍需解决的关键科学问题.     

抗癌载药体系Fe_3O_4@ZIF-8@PA的合成及药物释放

采用溶剂热法合成磁性Fe_3O_4纳米粒子,并以此为基底设计制备了一种具有pH响应核壳结构的磁性纳米复合材料Fe_3O_4@ZIF-8@PA.该材料的比饱和磁化强度可达35.46 A·m2/g,具有良好的磁性.Fe_3O_4纳米粒子呈球型结构,分散性良好.与基底相比,复合微球的粒径尺寸明显增大,但依然符合载体材料的理想尺寸且分布均匀.此外,载体具有多孔结构,表面积较大,载药效率和载药量分别高达96.4%和144.6 mg/g.在pH为7.4和5.0的条件下对载药纳米粒子进行了药物释放研究.24 h内,粒子在2种pH下累计释放量分别为39.8%和78.6%.通过药物缓释验证了载体的pH响应性能.在实验中引入了对癌细胞具有杀伤作用的植酸,使合成的载体具有一定的抗癌作用.同时采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法对人骨肉瘤细胞(MG-63)进行了体外分析实验,证实材料与抗癌药物阿霉素(DOX)之间存在着一定的协同抗癌效果.     

气态环己烷催化氧化制丁二酸酐的研究- TiO2-Al2O3纳米复合载体对目标反应的影响

采用溶胶-凝胶法,在γ-A l2O3载体上负载纳米TiO2,制得一系列纳米复合载体.用正交实验法对催化剂载体进行优化筛选,借助DTA-TG、IR、TEM等表征手段研究了催化剂载体的晶型结构转变,表面形貌及纳米复合载体粒径.结果表明:在实验条件下,复合载体的晶型结构、粒径大小、TiO2的负载量、乙醇与钛酸丁酯的物质的量之比、焙烧温度等对催化性能均有不同程度的影响.     

静电纺制备纳米孔结构聚乳酸(PLLA)超细纤维

采用静电纺丝法制备了孔径为40～150 nm的PLLA纳米孔结构超细纤维,纳米孔不仅分布在纤维表面,而且存在于纤维内部.通过扫面电镜观察了纤维表面形貌.探讨了混合溶剂二氯甲烷/N,N-二甲基甲酰胺的比例、PLLA浓度、电场强度对PLLA纤维纳米孔大小、分布密度、深度的影响.结果表明通过调节PLLA溶液性质和纺丝参数,PLLA纤维的表面形貌可以在3种状态即光滑无孔、疏浅凹坑、密集深孔之间可控.二氯甲烷/N,N-二甲基甲酰胺比例为1∶4,PLLA浓度9%,电场强度1 kV/cm,环境温湿度分别为30℃和52%,静电纺丝所得PLLA超细纤维表面孔洞直径为150 nm,孔洞分布密集.纳米孔PLLA纤维形成的主要机理是由于静电纺丝过程中溶剂的快速挥发引起纤维表面温度急剧降低导致热致相分离而产生多孔结构.PLLA纤维膜的疏水性与纤维表面孔洞结构密切相关,纤维膜接触角最高可达146.6°.由于PLLA纤维的多孔结构,这种高疏水性的PLLA纤维膜能够快速、大量地吸油,90 s内吸收柴油达到90 g/g,25 min内可以达到145 g/g.     

前言:纳米香精与香料专刊

<正>香料香精作为一种功能性芳香材料,是精细化学品的重要分支和精细化工研究的热点之一,直接服务于国民经济的诸多行业领域(如食品、纺织、皮革、造纸和化妆品),成为提升产业升级、扩大经济效益和改善人民生活的战略重点.香料香精研究的核心挑战是实现香气协同和持久性.新型芳香功能性产品及技术研究的三大核心科学问题是:发展怡人香气分子及其协同配伍、新型芳香材料的分子结构设计、香料与基材的关联长效性及释香控制.     

卡铂@葡聚糖纳米载体的自组装/聚合一步法制备及生物应用

在接枝共聚辅助自组装(GISA)制备葡聚糖纳米载体的过程中, 利用丙烯酸单体与卡铂之间的非共价键作用, 使得卡铂参与到葡聚糖纳米载体的形成中, 从而一步实现了卡铂@葡聚糖纳米载体的制备, 并使用肿瘤还原性环境敏感的二硫键来交联纳米载体, 得到了对肿瘤还原环境响应的纳米药物载体. 对纳米药物载体的结构、 粒径及形貌进行表征, 结果显示, 纳米药物载体粒径为(92±0.2) nm, Zeta电位为(-8±0.3) eV. 通过体外药物释放研究发现, 在还原性环境中, 载体可持续72 h释放药物, 最大释放量达80%. 细胞摄取实验表明负载卡铂的纳米药物载体可在4 h内高效地进入细胞核; 其半抑制浓度(IC₅₀)为25.32 μg/mL, 达到和相同浓度游离卡铂相仿的促肿瘤细胞凋亡效果. 此一步法所制备的卡铂@葡聚糖纳米载体具有良好的生物应用前景.     

载紫杉醇星型M-PLA-TPGS纳米颗粒的合成及其用于前列腺癌治疗药物载体的研究

合成了一种甘露醇引发的星型共聚物甘露醇-聚乳酸-聚乙三醇1000维生素E琥珀酸酯(M-PLATPGS).利用纳米沉淀法制备载紫杉醇M-PLA-TPGS纳米颗粒.纳米颗粒近似球形,粒径分布较窄.对载药纳米颗粒进行粒径、表面电荷、载药量、包封率和体外药物释放的表征,结果表明,体外药物释放呈双相释放模型,M-PLA-TPGS纳米颗粒在前列腺癌PC-3细胞中的摄取水平要高于PLGA和PLA-TPGS纳米颗粒.载紫杉醇M-PLA-TPGS纳米颗粒对于前列腺癌细胞的的毒性显著高于载紫杉醇PLA-TPGS纳米颗粒和商业制剂Taxol,证明星型M-PLA-TPGS聚合物作为纳米药物载体优于线性PLGA和PLA-TPGS聚合物.     

高活性Pd/MgO催化剂的制备及其CO氧化偶联制草酸二甲酯催化反应

利用溶液法结合高温煅烧处理合成MgO载体,通过浸渍法制备Pd/MgO催化剂并对其进行CO氧化偶联制草酸二甲酯催化性能研究。通过X射线粉末衍射、CO2程序升温脱附、比表面仪、热重分析、扫描电镜、透射电镜和微型催化评价装置对合成的样品进行结构和性能表征。结果表明,合成的MgO载体是一种Lewis碱性很强的纳米片结构,Pd纳米颗粒高度分散在MgO载体上,粒径小且分布均一。此MgO纳米片作为载体制备的Pd/MgO催化剂在较低的Pd负载量(0.5%)下表现出优异的CO氧化偶联催化性能,在反应温度130℃时CO单程转化率高达65%,草酸二甲酯选择性96%,稳定性超过100 h,明显越于工业催化剂(Pd/α-Al2O3),具有潜在的工业应用前景。     

磁控溅射改性医用静电纺丝纳米纤维的研究进展

静电纺丝纳米纤维具有纳米尺度纤维结构、高比表面积和高孔隙率,能够仿生天然细胞外基质结构,在生物医用领域显示出巨大应用前景.磁控溅射作为一种新兴的表面处理技术,是一种低温高速溅射技术,可在不改变基材内部结构的前提下,对纤维材料表面进行功能改性.近几年,磁控溅射技术已在医用纳米纤维膜抗菌和生物相容改性、骨组织修复以及人工血...     

Fe_3O_4/TiO_2纳米异质结构的制备及磁性

以TiO2纳米线和Fe(NO3)3·9H2O为原料,在一缩二乙二醇体系中通过溶剂热反应制备了Fe3O4纳米粒子/TiO2纳米线异质结构.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观测结果表明,Fe3O4纳米粒子均匀地附着在TiO2纳米线上,并与TiO2纳米线之间形成了有效的复合.磁性研究结果表明,与文献报道的同粒径纯相Fe3O4纳米粒子相比,异质结构的阻隔温度点明显降低,异质结构的形成对Fe3O4磁性产生了影响.     

聚丙烯腈纳米纤维载银复合膜绿色制备及其催化性能

采用静电纺丝技术和化学镀方法相结合的方法,用聚丙烯腈(PAN)纳米纤维作为载体,以绿色环保的胺化改性替代化学镀传统的敏化、活化前处理,再化学镀银制备胺化聚丙烯腈纳米纤维载银复合膜(Ag/APAN).SEM、XPS、XRD、FTIR等结果表明,银离子能够吸附在经胺化处理后的PAN纳米纤维表面,且能够在纤维表面生成少量单质银;单质银作为催化活性中心,有效地促进化学镀银的进行,在PAN纳米纤维表面生成均匀致密的银纳米粒子层,制备出了以PAN纳米纤维为核,银层为壳的核壳结构复合膜.银纳米粒子附着在纳米纤维表面,可以使银纳米粒子的催化性能得到充分发挥.通过对催化邻-硝基苯胺与硼氢化钠之间氧化还原反应的研究表明,所制备的Ag/APAN纳米纤维复合膜具有很好的催化效果,且不会造成反应体系的二次污染.