聚苯乙烯磺酸钠在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐中的流变行为

研究了聚苯乙烯磺酸钠(Na PSS)在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)中的流变行为,并与其在AmimCl/H_2O混合溶剂中的流变行为进行了对比.聚合物浓度单位为每升溶剂中所含链段单元的摩尔数(mol/L).研究发现,Na PSS在AmimCl中表现出与其在无盐、有盐水溶液以及中性聚合物在离子液体(ILs)溶液中不同的流变行为.Na PSS在AmimCl含量不同的AmimCl/H_2O混合溶剂中的流变行为也不相同,随着AmimCl含量的增加,Na PSS在混合溶剂中的特性黏数[η]逐渐降低,表明分子线团逐渐塌缩,溶液的增比黏度随Na PSS浓度变化的标度所表现出的性质由聚电解质无盐水溶液特点逐渐变为中性聚合物溶液在θ状态下特点.当溶剂为纯AmimCl时,0.007~0.8 mol/L的浓度范围在0.29 mol/L处被分成2个浓度区.动态流变行为研究表明c0.29 mol/L浓度区为稀溶液区,溶液的增比黏度和弛豫时间随Na PSS浓度变化的标度关系为:ηsp~c1.4p和τ~c0p,与无盐聚电解质水溶液在缠结区的行为相似;c0.29 mol/L浓度区为溶液的亚浓非缠结区,溶液在该浓度区内增比黏度和弛豫时间随Na PSS浓度变化的标度关系为:ηsp~c3.5p和τ~c1.9p,接近于中性聚合物良溶液在亚浓缠结区的行为.这一特殊现象可能由混合体系中强烈的长程静电耦合作用引起.     

基于糖基化反应及自组装法制备大豆分离蛋白-可溶性大豆多糖核壳结构纳米凝胶

结合大分子拥挤环境下的糖基化反应与自组装两步法,制备了安全而新型的具有核壳结构的纳米凝胶.首先,通过水相体系中的Maillard反应使亲水性大豆多糖(SSPS)共价连接到大豆分离蛋白(SPI)上形成两亲性嵌段共聚物;然后,在疏水聚集及静电吸引作用力的驱动下诱导接枝共聚物自组装形成SPI-SSPS纳米凝胶.原子力显微镜与透射电子显微镜分析表明,SPI-SSPS纳米凝胶为分布均匀、具有核壳结构的球形粒子,以亲水性的SPI为壳,以交联的SSPS为核;利用圆二色光谱法与荧光光谱法表征了SPI-SSPS纳米凝胶的结构,结果表明,SPI-SSPS纳米凝胶中蛋白的三级结构发生改变,疏水基团暴露于蛋白表面使纳米凝胶内部形成疏水微区,有利于荷载疏水性药物;稳定性实验结果表明,所制备的SPI-SSPS纳米凝胶具有环境稳定性,在一定的pH值与生理离子强度范围内粒子基本不变,于4℃能稳定储藏120 d以上.因此,SPI-SSPS纳米凝胶在生物医药领域具有广阔的应用前景.     

电机械聚合物人工肌肉材料的研究进展

模拟肌肉组织进行信息传递、能量转换、传动的人工肌肉驱动器成为新材料研发焦点。智能聚合物可以对外界刺激发生响应,产生形变,是制备人工肌肉的良好材料,已被广泛地用于机器人与智能机械系统,成为众多肌肉驱动器中的研究重点。本文主要总结电机械聚合物人工肌肉材料的研究进展,论述了静电作用、电热驱动、水/湿度驱动三种驱动方式的工作机理和研究进展,分析了聚合物人工肌肉材料驱动器发展过程中受到限制的关键因素,并对未来人工肌肉材料研究提出展望。     

氨基功能化纳米复合材料对磷酸盐的吸附研究

合成了4种氨基(乙二胺(EDA), 二乙烯三胺(DETA), 三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA))功能化纳米复合材料(NH₂-NCMs, 分别命名为EDA-NCMs, DETA-NCMs, TETA-NCMs和TEPA-NCMs). 采用FTIR(傅立叶变换红外光谱分析), TG/DTG(热重差热分析), XPS(X-射线光电子能谱分析)等手段对其进行了表征, 并考察了其对水中磷酸盐的吸附性能. 结果表明: 溶液pH对其吸附性能影响较大, 在pH为2.5的条件下, 4种吸附剂对磷酸盐的吸附效果最佳; 在5 min内即可达到平衡吸附量的90%; 4种吸附剂对磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附模型; 吸附行为均符合准二级速率模型; 吸附反应为自发进行的放热反应和熵减的过程; 推测其吸附机理以静电作用力为主. 4种吸附剂用于磷酸盐含量为50 mg/L的废水处理的吸附率均大于97%, 均达到一级A出水的排放标准(≤1.53 mg/L, 以PO₄^3-计).     

基于静电作用制备硅基气凝胶及其性能研究

针对第二类复合材料(基体与增强相间通过化学键连接)增强导致二氧化硅气凝胶密度及导热率升高等不足,利用带负电荷的二氧化硅气凝胶与带正电荷的聚合物间静电吸引作用制备二氧化硅气凝胶/聚合物杂化复合材料,分析基于静电作用的二氧化硅气凝胶的增强、透光与传热性能.研究表明,通过静电吸引作用在二氧化硅气凝胶骨架表面引入聚合物层,可以有效提高气凝胶材料的强度,聚合物的引入使气凝胶内部分微孔转变为中孔,同时由于静电吸引相界面的高透光和高热阻性质,使气凝胶复合材料基本保持原有的透光性能和隔热性能.     

聚电解质溶液热力学性质的研究

本文采用柱形胞腔模型以及Vink的近似方法, 求解聚电解质溶液的Poisson-Boltzmann方程, 得到不同条件下聚离子周围静电势的分布。进而得到了不同条件下聚离子、反离子和同电荷离子的活度系数及溶剂的渗透系数。所得结果与实验值能较好地吻合。     

荧光光谱滴定法研究对磺酸基杯[4]芳烃对吖啶的包结作用

合成了对磺酸基杯[4]芳烃(1),并用荧光光谱滴定法研究了不同温度下(1)在柠檬酸缓冲溶液(pH=5.92,0.1 mol·L-1)中对吖啶的包结行为.在一定的浓度范围内,当加入(1)后,吖啶的荧光峰有红移,且荧光强度随着所加的(1)浓度的增大而发生猝灭.结果显示二者形成了1∶1的稳定包合物.计算了在15.0,20.0,25.0及30.0℃下的包结稳定常数,它们依次为3.08×105,4.45×104,2.58×104和8.90×103,并计算了热力学参数△G,△H和△S.结果说明反应是放热的且是焓变驱动的.其包结机理可能为吖啶部分进入了对磺酸基杯[4]芳烃的空腔中,且吖啶稠环的质子化的N原子与(1)的一个SO3-基团之间以较强的静电作用成键;在此强静电作用的驱动下以及较弱的范德瓦耳斯力、疏水作用的辅助下主客体形成了1∶1的配合物.     

胶乳粒子之间的静电作用

胶乳粒子之间的静电作用与各种胶乳体系的稳定性研究及胶乳微细化机理的探讨均有关联．从胶乳粒子的最简化模型着手，用Ｄｅｒｊａｎｇｕｉｎ近似法处理球型胶乳颗粒之间的相斥作用，计算了具有相同尺寸的两球型胶乳颗粒之间的静电排斥势能，作为进而使用其他种类模型研究胶乳颗粒之间静电作用的第一步．     

稻壳灰吸附剂对罗丹明B的吸附性能研究

以发电废弃物稻壳灰为原料,以NaOH为活化剂制备了稻壳灰吸附剂,并将其用于去除水中罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)染料。系统考察了溶液pH值、初始浓度、吸附时间、吸附温度以及溶液离子强度对其吸附性能的影响。结果表明:pH=3时,稻壳灰吸附剂对水中Rh B的吸附效果最佳,饱和吸附容量q_m为322. 6mg·g~(-1);吸附热力学研究表明,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。吸附过程焓变ΔH为7. 67 kJ·mol~(-1),ΔS为24. 92 J·mol~(-1)·K~(-1),ΔG0,表明稻壳灰吸附剂对Rh B的吸附过程是自发的吸热熵增过程;吸附过程可在20 min内达到平衡,符合准二级动力学模型;吸附过程的活化能E_a为24. 1 kJ·mol~(-1)。吸附容量随着溶液离子强度的增大而减小,说明其吸附是以静电作用为主的吸附过程。10次循环使用后稻壳灰吸附剂对Rh B的吸附效率仍能保持91%以上,表明该材料可以多次循环使用,是潜在的高效吸附材料。     

细胞色素C电化学反应的静电作用模型

首次发现,简单的阴离子Ⅰ~-是细胞色素c电化学反应的良好促进剂。在碘离子修饰的金电极上能观察到细胞色素c的准可逆电化学反应。根据细胞色素c的结构特点和碘离子的吸附特性,提出了一个以静电作用为基础的细胞色素c的电化学反应的模型。