氮掺杂石墨烯的制备及氧还原电催化性能

采用两步热解法, 用尿素掺杂氧化石墨烯(GO)得到N掺杂的还原氧化石墨烯(N-RGO), 通过控制反应温度, 制备了具有不同电催化活性的N掺杂的还原氧化石墨烯. 透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)结果显示, 制得的氮掺杂石墨烯(nG)表面褶皱和重叠增加. X射线光电子能谱(XPS)证明, 氮元素以吡啶N、 吡咯N和石墨化的N 3种形式掺杂在石墨烯中, 最高摩尔分数为6.6%. 通过循环伏安(CV)和旋转圆盘电极(RDE)测试了nG的电化学性能, 结果表明, 在酸性电解质中对氧还原(ORR)有较高的催化活性, 起始电位在0.1 V左右, 电催化还原氧气时主要为四电子反应, 且相对商用的Pt/C催化剂有更好的电化学稳定性, 其中第一步热解温度为200℃制得的nG催化性能最好.     

超支化聚酰亚胺的研究进展

近年来,由超支化大分子和线性聚酰亚胺结合而形成了一类新型超支化聚合物--超支化聚酰亚胺(HBPIs),这类聚合物具有独特的理化特性.本文综述了HBPIs最新的研究进展,重点介绍了HBPIs的合成方法,并对其表征及应用进行了描述.     

共缩聚型可溶性聚酰亚胺的微波辐射合成

以均苯四甲酸酐(PMDA)、3,3′,4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)和甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)为单体,微波辐射低温溶液聚合生成一种共缩聚聚酰亚胺(PI).通过特性黏度([η])、红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)和X衍射分析(XRD)等对聚合物进行了一系列的结构表征和性能测试.结果表明,微波辐射溶液聚合能够提高PI的特性黏数及产率,微波的引入大大缩短了反应时间;FT-IR表明,在1779cm-1和1726cm-1处观察到聚酰亚胺特征峰;TGA表明,PI在氮气中520℃左右开始降解,10%热失重温度为585℃;溶解性测试表明,PI可以溶解在强极性非质子溶剂中,如DMF,DMSO,DMAc及NMP等,甚至部分溶解在THF中.     

VO2金属-绝缘体相变机理的研究进展

VO₂是一种热致相变金属氧化物. 在341 K附近, VO₂发生由低温绝缘体相到高温金属相的可逆转变, 同时伴随着光学、电学和磁学等性质的可逆突变, 这种独特的性质使得VO₂在光电开关材料、智能玻璃、存储介质材料等领域有着广阔的应用前景. 因此, VO₂金属-绝缘体可逆相变一直是人们的研究热点, 但其相变机理至今未有定论. 首先, 简要概述了VO₂相变时晶体结构和能带结构的变化情况: 从晶体结构来讲, 相变前后VO₂从低温时的单斜相VO₂(M)转变为高温稳定的金红石相VO₂(R), 在一定条件下此过程也可能伴随着亚稳态单斜相VO₂(B)与四方相VO₂(A)的产生; 从能带结构来看, VO₂处于低温单斜相时, 其d_//能带和π^*能带之间存在一个禁带, 带宽约为0.7 eV, 费米能级恰好落在禁带之间, 表现出绝缘性, 而在高温金红石相时, 其费米能级落在π^*能带与d_//能带之间的重叠部分, 因此表现出金属导电性. 其次, 着重总结了VO₂相变物理机理的研究现状. 主要包括: 电子关联驱动相变、结构驱动相变以及电子关联和结构共同驱动相变的3种理论体系以及支撑这些理论体系的实验结果. 文献报道争论的焦点在于, VO₂是否是Mott绝缘体以及结构相变与MIT相变是否精确同时发生. 最后, 展望了VO₂材料研究的发展方向.     

微波辐射无皂乳液聚合制备荧光乳液纳米粒子及其性能研究

以苯乙烯(St)为主要单体,对苯乙烯磺酸钠(NaSS)和可聚合稀土荧光配合物(Eu(AA)(BA)_2Phen)为功能性单体,通过微波辐射无皂乳液聚合制备了Poly(St-NaSS-Eu(AA)(BA)_2Phen)共聚物荧光乳液纳米粒子.利用红外光谱对共聚物的结构进行了证实;通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察了粒子的形态、结构及大小;利用激光光散射粒度仪测试了粒子的大小及分布;结果发现所制备的共聚物荧光乳液纳米粒子呈大小均一的球形形状,粒径大小约为35 nm;采用荧光分光光度计测试,发现共聚物纳米粒子在595 nm和619 nm处出现Eu~(3+)的特征发射光谱,具有良好的荧光效果.     

以微凝胶模板合成P(AM-co-DMC)/SiO_2杂化粒子

以聚(丙烯酰胺-co-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)[P(AM-co-DMC)]微凝胶为模板,TMOS为硅前驱体,中性水环境下合成了一系列P(AM-co-DMC)/SiO2有机-无机杂化粒子.对杂化粒子的大小、形态及表面形貌等进行研究,发现微凝胶对杂化粒子的形态和大小起主导作用,SiO2在模板上沉积,即使经过灼烧依然保持模板的形态;TMOS的用量对杂化粒子的性质也有重要影响——用量少时,得到的杂化粒子表面粗糙,增加用量会使表面变得光滑.杂化粒子经过灼烧后,表面会变得更加粗糙.     

苯乙烯与N-对位取代苯基马来酰亚胺的乳液共聚

合成了苯乙烯(St)与 N-对位取代基马来酰亚胺的3种二元共聚物乳液.在苯乙烯与N-对位取代苯基马来酰亚胺(N-p-RPhMI)的最大共聚比内,通过种子滴加乳液聚合制得高稳定性、高固含量(40%)、低粘度的共聚物乳液.研究了 N-p-RPhMI 苯环对位上取代基团对共聚物乳液的性能以及共聚物热性能影响.结果表明:N-p-RPhMI 的加入提高了乳液的产率,并且随着取代基团极性的增强,乳液产率提高,乳胶粒的平均粒径增大,乳液的表观粘度降低;共聚物的热分解温度随着取代基团极性的增加而提高,但取代基极性对共聚物的玻璃化转变温度(Tg)的影响明显.同时,St/N-对甲氧基马来酰亚胺(N-p-MOPhMI)体系中助溶剂的加入对共聚物乳液性能影响很大,使共聚物的热起始分解温度升高,但对共聚物的 Tg 基本无影响.     

一种新型八极分子的合成、表征及性能研究

设计合成了一种以均三嗪为核,苯乙烯基、氮碳双键共轭键为桥,羟乙氧基为供电子基团的八极分子,用IR、EA、1H MNR、UV-Vis和DSC-TG等对其结构和性能进行了表征,采用粉末倍频法对其二阶非线性光学性能进行了测试.实验表明:在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中该八极分子的最大吸收波长为411.5 nm,热分解温度为397℃,倍频效应强度为磷酸二氢钾(KDP)晶体的1.7倍,具有较好的热稳定性和透明性,可用于制备性能优异的非线性光学材料.     

一种有效的制备聚乙二醇修饰氧化石墨烯的方法

为提高氧化石墨烯(GO)的生物相容性从而扩展其在高性能生物材料制备中的应用,采用甲苯-2,4-二异氰酸酯作为桥联剂,制备了四臂星型聚乙二醇修饰氧化石墨烯(GO-TDI-sPEG),该产物在水中仍然可以稳定分散.采用傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和热重分析(TGA)对接枝产物进行表征.产物在2861 cm-1和1093 cm-1处出现的特征红外吸收表明sPEG已接枝到GO上.产物的Raman光谱中D模与G模信号变弱,且ID/IG值变化不大,说明sPEG改性后的氧化石墨物理结构没有发生变化.XRD曲线上产物衍射峰消失,表明经聚合物修饰后氧化石墨被完全剥离.TGA数据表明原始GO在约160℃开始发生热失重,经修饰后,大约在260℃开始热失重,热稳定性增加了约100℃.由TEM图片可以观察到GO及改性石墨烯产物剥离程度较高,且片上分布有较多聚合物点.且AFM图片显示GO的平均厚度大约为0.85 nm,接上聚合物后部分厚度增加到约1.2 nm.     

二种活性八极分子的合成与表征

设计、合成了以均三嗪为核,苯乙烯基为桥、含活泼羟基的八极分子Ⅰ、Ⅱ,用IR、EA、1H MNR、UV-Vis等对其结构进行了表征,采用示差扫描量热法研究了八极分子的热性能。研究表明,在DMF中八极分子Ⅰ、Ⅱ的最大吸收波均为439 nm,热分解温度分别为401℃、475℃,具有较好的热稳定性,可用于制备性能优异的非线性光学材料。