温敏性P(St-NIPAM)/PNIPAM-Ag复合微凝胶制备及性能研究

通过无皂乳液聚合和种子乳液聚合两步法合成苯乙烯与N-异丙基丙烯酰胺共聚物/聚N-异丙基丙烯酰胺[P(St-NIPAM)/PNIPAM]核-壳结构复合微凝胶, 再以其为模板在硝酸银水溶液中充分溶胀, 并以乙醇为还原剂, 在NH₃气氛条件下还原, 制备得到高分子微凝胶负载纳米银P(St-NIPAM)/PNIPAM-Ag的复合微凝胶材料. 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、热分析(TGA)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)、激光粒度分析等手段对复合微凝胶进行结构、组成和性质表征. 研究结果表明, 复合纳米银后的P(St-NIPAM)/PNIPAM-Ag复合微凝胶仍具有温敏性, 且其温度敏感性随壳层中复合纳米银含量的增加而减弱. P(St-NIPAM)/PNIPAM-Ag复合微凝胶对对硝基苯酚的还原反应具有良好的催化活性, 在45 min内基本将对硝基苯酚催化还原为对氨基苯酚.     

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.     

苯乙烯和N-乙烯基吡咯烷酮共聚物/Ag复合微球的制备及性能研究

首先用无皂乳液聚合法制备了单分散聚苯乙烯(PSt)乳液,以此为种子乳液,使用N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,进行苯乙烯和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚合制备了以PSt为核、St和NVP共聚物为壳的具有核-壳结构的聚合物微球(P(St-NVP)).以此微球为模板通过化学沉积法得到了粒径分布均匀、单分散的P(St-NVP)/Ag复合微球.傅里叶红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜、激光粒度仪和紫外-可见光谱对复合微球的结构、形貌、物相及催化性能进行了表征.结果表明,P(St-NVP)/Ag复合微球具有规则的球形结构,粒径在400～700 nm之间,随交联剂浓度或种子乳液浓度的增加,复合微球粒径减小.粒径在十几个纳米左右的银粒子均匀分布在微球表面和内部.载银复合微球在NaBH4还原4-硝基苯酚为4-氨基苯酚的模型反应中表现出较高的催化活性.     

Pd/PdO纳米复合微球的合成及催化性能

采用甲基丙烯酸锌加速还原氯化钯(PdCl₂) 溶液中的钯离子(Pd ²⁺)为钯(Pd) 纳米微球, 进而用得到的钯纳米微球直接制备钯/氧化钯(Pd/PdO) 纳米复合微球. 通过扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 粉末X射线衍射分析(XRD)及X射线光电子能谱分析(XPS) 等方法对 Pd/PdO 纳米复合微球进行表征, 结果表明, 制备的纳米复合微球为表面粗糙、 大小均一的纳米微球. 采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis) 等方法考察了 Pd/PdO 纳米复合微球在对硝基苯酚(4-NTP) 还原反应中的催化性能, 发现其具有良好的催化活性和循环稳定性.     

核-壳结构P(AM-co-MAA)-W-Ag复合微球的制备

以丙烯酰胺(acrylamide, AM)和甲基丙烯酸(methacrylic acid, MAA)的共聚微凝胶(P(AM-co-MAA))为模板, 通过离心沉积法将钨粉沉积于高分子微凝胶表面, 得到具有核-壳结构的P(AM-co-MAA)-W复合微球; 再以经聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)修饰的P(AM-co-MAA)-W复合微球为模板, 在硝酸银溶液中充分溶胀后, 通过向反相悬浮体系中缓慢通入氨气, 制备得到了具有核-壳结构的P(AM-co-MAA)-W-Ag双金属复合微球材料. 实验发现, 通过改变制备过程中AgNO3的初始浓度和PVP的用量等条件, 可以改变复合微球表面银的沉积量; 并结合实验结果初步提出了银的形成机理, 即PVP的存在, 不仅可以作为稳定剂固定Ag+离子, 同时可以作为还原剂促进Ag+还原为Ag的反应.     

形貌转录法制备Ag-P(AM-co-MAA)复合微球

以反相悬浮聚合技术合成的丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)共聚高分子微凝胶P(AM-co-MAA)为模板,结合反胶束法制备得到Ag3PO4-P(AM-co-MAA)复合微球,并将其分散于乙醇溶剂中通过化学还原Ag3PO4-P(AM-co-MAA)复合微球制备得到粒径为几十微米,具有表面图案,且结构为核-壳型的Ag-P(AM-co-MAA)复合微球材料.能量散射X射线(EDX)谱表明壳化学组成以金属银为主,核以高分子模板为主;扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明银-高分子复合微球的表面形貌与其前驱体类似,且可以通过选择模板、改变模板组成、调整金属难溶银盐沉积量等因素加以调控;X射线衍射(XRD)分析表明前驱体复合微球表面Ag3PO4全部转化为单质银.生物抗菌实验表明该类微球材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均具有较强的抑制作用.     

共沉淀法制备Ag/AgCl-TiO2空心复合纳米微球及其光催化性能

通过甲基丙烯酸与苯乙烯聚合制备了表面负电性的聚苯乙烯(PSt)纳米乳胶粒. 在乙醇与水的混合溶剂中, 用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性后加入钛酸四丁酯、 氯化钠和硝酸银, 以PSt乳胶粒为模板采用共沉淀法制备了PSt-AgCl-TiO₂复合微球. 在180 ℃对其进行液相预处理及煅烧去除PSt模板后制备了Ag/AgCl-TiO₂空心复合粒子. 对各阶段产物的形貌、 晶体结构和比表面积等进行了表征. 结果表明, 所得产物为Ag/AgCl与锐钛矿型TiO₂复合的空心粒子, 其比表面远大于商品TiO₂(P25). 考察了Ag/AgCl-TiO₂复合粒子在紫外光与可见光下对罗丹明B(RhB)降解的催化活性. 结果表明, 在紫外光下n(Ag)/n(Ti)=0.1%的Ag/AgCl-TiO₂复合粒子活性最高, 30 min时对RhB的降解率比不含Ag/AgCl的TiO₂空心微球提高了13%; 虽然Ag/AgCl-TiO₂在可见光下的催化活性远比紫外光下低, 但与纯TiO₂空心纳米微球相比其催化活性仍明显增强. n(Ag)/n(Ti)=2.0%的Ag/AgCl-TiO₂复合粒子催化活性最高, 120 min时对RhB的降解率比不含Ag/AgCl的TiO₂空心微球提高了38%.     

一维纳米Co_3O_4,Ag/Co_3O_4及CuO/Co_3O_4的合成与电催化性能(英文)

采用水热合成法制备了Co3O4及复合Ag/Co3O4、CuO/Co3O4一维纳米产品。用XRD,FE-SEM和TEM手段对产品进行了表征。采用循环伏安法研究了合成产品修饰的玻碳电极在碱性溶液中对对硝基苯酚的电催化还原性能。与裸玻碳电极相比,1mmol·L-1的对硝基苯酚在用Co3O4、特别是CuO/Co3O4修饰的玻碳电极上还原的峰电流明显增大,用Ag/Co3O4(Ag/Co原子比分别为1∶5和2∶5)修饰的玻碳电极催化还原对硝基苯酚时,尽管还原峰电流增大不是太大,但其峰电位明显降低(分别降低0.265和0.371V)。     

聚苯乙烯/银核/壳复合微球的制备及其表征

通过分散聚合法制备了单分散性好,粒径均一的聚苯乙烯(PS)微球.以PS微球为核,用浓硫酸进行表面改性,使其表面带有负电.加入一定量的[Ag(NH3)2]+溶液,由于静电吸引,使其吸附在PS微球表面,通过化学还原的方法制备了PS/Ag核/壳结构复合微球.采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)以及紫外-可见光谱对PS/Ag复合微球进行表征.结果表明:通过PS微球的表面改性,在其表面引入了磺酸基团,提高了微球表面的电负性和亲水性,对包覆过程起到了很好的促进作用;通过稳定剂(PVP)和不同还原剂(一缩二乙二醇DEG和乙二醇EG)的使用,形成的PS/Ag核/壳复合微球形貌不一样,同时研究表明制备出的PS/Ag复合微球可以用于催化剂催化还原有机染料溶液,表现出很好的催化活性.     

聚苯乙烯/银纳米粒子复合微球的合成及催化性能

首先通过乳液聚合和浓硫酸酸化制备表面富含磺酸根的磺化聚苯乙烯(PS)微球(直径532 nm),再用其静电吸附[Ag(NH_3)_2]~+离子,最后采用聚乙烯吡咯烷酮还原表面吸附的[Ag(NH_3)_2]~+离子,得到了负载银纳米粒子的PS/AgNPs复合微球.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见光谱、红外光谱和X射线衍射表征了PS/AgNPs复合微球,并考察了其对甲基蓝(MB)的催化性能.结果表明,Ag纳米粒子高度分散在磺化PS微球表面;该PS/AgNPs复合微球对催化转化MB有较高的催化活性,并可多次重复利用.本研究在催化降解有机污染物方面有一定的实用价值.     

表面图案化磁性复合微球的原位制备与表征

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸(AA)含量不同的N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物P(NIPAM-co-AA)微凝胶, 并以其作为微反应器, 通过原位外源沉积法制备了一系列微米级、表面具有图案化结构的SiO₂-Fe₃O₄-P(NIPAM-co-AA)磁性复合微球. 实验结果表明, 复合微球的表面结构与微凝胶的组成、Fe₃O₄和SiO₂的沉积量有关. 在微球表面进行修饰, 可得到表面带有氨基等官能基团的磁性复合材料. 将这种功能化磁性微球用于识别生物大分子并进一步用于生物医学领域具有重要的意义.     

Cellulose/silver nanoparticles composite microspheres: eco-friendly synthesis and catalytic application

Cellulose/silver nanoparticles (Ag NPs) composites were prepared and their catalytic performance was evaluated. Porous cellulose microspheres, fabricated from NaOH/thiourea aqueous solution by a sol–gel transition processing, were served as supports for Ag NPs synthesis by an eco-friendly hydrothermal method. The regenerated cellulose microspheres were designed as reducing reagent for hydrothermal reduction and also micro-reactors for controlling growth of Ag NPs. The structure and properties of obtained composite microspheres were characterized by Optical microscopy, UV–visible spectroscopy, WXRD, SEM, TEM and TG. The results indicated that Ag NPs were integrated successfully and dispersed uniformly in the cellulose matrix. Their size (8.3–18.6?nm), size distribution (3.4–7.7?nm), and content (1.1–4.9?wt%) were tunable by tailoring of the initial concentration of AgNO₃. Moreover, the shape, integrity and thermal stability were firmly preserved for the obtained composite microspheres. The catalytic performance of the as-prepared cellulose/Ag composite microspheres was examined through a model reaction of 4-nitrophenol reduction in the presence of NaBH₄. The composites microspheres exhibited good catalytic activity, which is much high than that of hydrogel/Ag NPs composites and comparable with polymer core–shell particles loading Ag NPs.     

新颖表面结构的脲醛树脂-聚丙烯酰胺复合微球的制备研究

将高分子微凝胶模板法应用于制备脲醛树脂[Urea-formaldehyde resin (UF Resin)]-聚丙烯酰胺[Polyacrylamide (PAM)]有机-有机复合微球材料. 以PAM高分子微凝胶为模板, 通过控制甲醛和尿素的缩聚反应在反相悬浮体系中进行, 制备得到了具有新颖表面形貌的脲醛树脂-聚丙烯酰胺[UF Resin/PAM]有机-有机复合微球, 利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、红外(FT-IR)等手段对复合微球进行了表征. 实验结果表明, 复合微球的表面形貌与甲醛和尿素溶液的pH值、甲醛和尿素溶液的浓度、甲醛和尿素的摩尔比、模板的组成等因素有关. 可以预期, 本研究方法将为制备具有特异表面形貌的有机-有机复合微球材料提供了一条有效的途径.     

葡萄糖敏感微凝胶的溶胀动力学研究

通过沉淀聚合法合成了P(NIPAM-co-AA)微凝胶,然后在EDC催化下用3-氨基苯硼酸对微凝胶进行改性,制备了P(NIPAMI-co-AAPBA)微凝胶.红外光谱检测证明改性完全.改性后的微凝胶仍具有很好的温敏性,但由于引入疏水的苯硼酸基团,微凝胶的体积相转变温度大大降低.P(NIPAM-co-AAPBA)微凝胶具...     

Polypyrrole/poly(N‐isopropylacrylamide‐co‐acrylic acid) thermosensitive and electrically conductive composite microgels

The electrically conductive polypyrrole/dodecylbenzene sulfonic acid/poly(N‐isopropylacrylamide‐co‐acrylic acid) (PPy/DBSA/poly(NIPAAm‐co‐AA)) composite microgels were synthesized by a chemical oxidation of pyrrole in the presence of DBSA as the primary dopant, and poly(NIPAAm‐co‐AA) microgels as the polymeric codopant and template, in which APS was used as the oxidant. It was proposed to prepare “intelligent” polymer microgel particles containing both thermosensitive and electrically conducting properties. The polymerization of pyrrole took place directly inside the microgel networks, leading to formation of composite microgels and the morphology was observed by transmission electron microscope. PPy particles interacted strongly with microgels, as the acid groups of microgels acted as the polymeric codopant. The composite microgels thus formed showed electrically conducting behavior dependent on humidity and temperature. At temperatures lower than lower critical solution temperature, the conductivity decreased with increasing the humidity and a small hysteresis phenomenon was observed. The hysteresis became indistinct when temperature was near volume phase transition temperature. However, after the treatment of high temperature and high humidity, the conductivity increased surprisingly due to the structure reorganization inside the composite microgels. The distinctive functionality of the PPy composite microgels was expected to be utilized in many attractive applications. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 44: 1648–1659, 2006     

多层核-壳结构P(AM-co-MAA)/W/UF复合微球制备研究

以反相悬浮聚合技术合成的丙烯酰胺(acrylamide,AM)和甲基丙烯酸(methacrylic acid,MAA)共聚高分子微凝胶P(AM-co-MAA)为模板,通过离心沉积法将微米级钨粉沉积于高分子微凝胶表面,得到具有核-壳结构的P(AM-co-MAA)/W复合微球材料;再以P(AM-co-MAA)/W复合微球为模板,通过控制甲醛和尿素的缩聚反应在模板与油/水相界面进行,制备得到了具有多层核-壳结构的高分子/钨/脲醛树脂[P(AM-co-MAA)/W/Urea-formaldehyde resin]复合微球材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热分析(TGA)等手段对复合微球进行了表征.实验结果表明,外壳层脲醛树脂的包覆量、复合微球的表面形貌可通过改变甲醛和尿素溶液的浓度、甲醛和尿素的物质的量之比等因素进行控制.复合微球的导电性测试结果表明,P(AM-co-MAA)/W复合微球表面壳层脲醛树脂包覆前后,其电导率由1.9×10-3降低为0.9×10-8S·m-1.该研究获得的三层核-壳复合微球材料其外层脲醛树脂的包覆较为完整、致密,其导电性接近于绝缘材料,为含钨复合微球作为电子元件的抗辐射涂层材料打下了基础.     

Temperature-Responsive Poly(N-Isopropylacrylamide-Acrylamide-Phenylboronic Acid) Microgels for Stabilization of Silver Nanoparticles

Poly(N-isopropylacrylamide-acrylamide-phenylboronic acid) [P(NIPAM-AAm-PBA)] microgels of uniform size were prepared by the chemical reaction of 3-aminophenylboronic acid with poly(N-isopropylacrylamide-acrylamide-acrylic acid) [P(NIPAM-AAm-AA)] microgels in aqueous medium in the presence of N-(3-dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimide hydrochloride catalyst via carbodiimide coupling. Silver (Ag) nanoparticles were prepared using seed-mediated growth method and stabilized in P(NIPAM-AAm-PBA)] microgels. Ag nanoparticles and hybrid microgels were characterized by transmission electron microscopy, UV–visible, and dynamic light scattering techniques. The temperature-responsive behavior of hybrid microgels was found to be similar to that of the pure microgels. The value of volume transition temperature of hybrid microgels was found to be slightly higher than that of pure microgels due to shielding effect of Ag nanoparticles present on the surface of microgel particle. The decrease in the size of hybrid microgels as compared to that of pure microgels in swollen state is due to physical cross-linking by Ag nanoparticles inside the network of microgels. The stable hybrid polymer microgel system has a potential to be used for different applications.