氧化石墨烯/聚电解质层层自组装制备单价离子选择性膜

采用层层自组装法在改性聚丙烯腈(PAN)膜表面交替沉积聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯酸-氧化石墨烯(PAA-GO)混合液,制得了单价离子选择性复合膜。X射线衍射(XRD)测试结果表明成功合成了氧化石墨烯(GO)并在复合膜中均匀分散。扫描电镜(SEM)观察结果证实了多层聚电解质PEI/PAA-GO成功地组装在基膜上,并用紫外-可见(UV-Vis)光谱进一步证实了组装过程的均匀性和连续性。接触角和性能测试表明加入GO后,复合膜的亲水性和单价阳离子的选择性明显增大。这种高通量、高选择性的防污复合膜在分离和水的软化方面有很好的应用前景。     

BIC和HA体系的氢键驱动的HOPG表面手性自组装分子动力学模拟

5-（苄氧基）-间苯二甲酸衍生物（BIC）与庚醇（HA）分子在高定向热解石墨（HOPG）表面吸附,通过氢键等弱相互作用会形成具有手性特征的二维网络结构。对该过程进行分子动力学模拟,通过几何结构、能量、氢键数目、氢键键长、氢键键角等特征性参数的定量分析,并与实验结果比照,进行氢键与手性自组装结构的形成趋势和稳定性的相关性研究。     

二维有机组装体的可控制备

二维有机组装体是一类具有特殊形貌和性质的有序结构, 有可能带来新功能和光电子领域的潜在应用, 但如何实现二维有机组装体的可控制备是尚待解决的问题. 针对这一问题, 我们通过对构筑基元的理性设计, 调控分子间的相互作用, 发展了三种可控制备二维有机组装体的新方法: (1)利用疏水有机阴离子作为Bola型两亲分子的抗衡离子, 能够削弱亲水头基间的静电排斥作用, 从而诱导两亲分子的组装结构从一维向二维转变; (2)基于非共价键形成超两亲分子, 通过设计和控制超两亲分子的拓扑结构, 简便有效地实现二维组装体的制备; (3)通过共价修饰或引入新的非共价键, 以限制三维结构在某一方向上的生长, 从而降低三维结构的维度, 也能实现二维组装体的可控制备. 未来, 上述研究有望进一步拓展, 并实现功能二维有机组装体的构筑.     

2-羟基-3-异丙氧基丙基羟乙基纤维素的合成及其自组装行为的研究

通过醚化反应, 将疏水性试剂异丙基缩水甘油醚(IPGE), 接枝到以羟乙基纤维素为亲水性骨架的主链上, 合成了具有温度响应性的2-羟基-3-异丙氧基丙基羟乙基纤维素(HIPEC), 运用核磁共振(¹H NMR、¹³C NMR、2D HSQC NMR)对HIPEC进行结构表征, 其最低临界溶解温度(LCST)可通过改变疏水侧链的摩尔取代度(MS)和盐浓度来调节. 通过荧光光谱仪、动态光散射(DLS)、共聚焦荧光显微镜(CLSM)研究了HIPEC在水溶液中自组装行为及Nile Red在HIPEC胶束中的增溶行为和温度控制释放行为, 结果表明, HIPEC在溶液中自组装形成胶束, 并且胶束粒径随着温度的升高而增大; 在温度高于LCST时, Nile Red从HIPEC胶束中缓慢释放, 并且可通过改变温度控制Nile Red的释放过程.     

高覆盖率氟代癸基三氯硅烷自组装单分子膜的制备

通过液相沉积在云母表面制备1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装单分子膜(SAMs)。室温下,将1.0 mmol·L^-1的FDTS溶液静置水解15 min,再把云母浸入自组装30 min,原子力显微镜(AFM)表征发现,液相沉积过程中FDTS的团聚现象得到有效解决。该方法制备出了高覆盖率(85% ± 2%)和低均方根粗糙度(0.58 nm)的FDTS SAMs,且单分子膜的生长过程符合Langmuir一级动力学吸附模型。在液相沉积过程中,若水解和组装同时进行,过长的水解时间(大于30 min)或组装时间(大于30 min)均会导致FDTS的团聚,进而极大降低SAMs的质量。     

有序介孔碳材料的软模板合成、结构改性与功能化

有序介孔碳材料在吸附、分离、催化以及能量存储/转化等方面具有广阔的应用前景。相较于复杂的硬模板路线,基于两亲性嵌段共聚物和聚合物前驱体间（如酚醛树脂）自组装的软模板路线是合成有序介孔碳材料更为有效的方法。本文讨论比较了溶剂挥发诱导自组装法、水相协同自组装法和无溶剂法等三种典型软模板路线的基本过程和特点,并介绍了近年来在新型碳前驱体应用、介孔碳的结构改性和功能化等方面的一些重要进展,最后总结了介孔碳的合成研究中所需解决的关键问题。     

无溶剂自催化合成吡咯或吲哚Michael加成产物

在吡咯或吲哚自身N－H的催化下,在无溶剂条件下合成了3个吡咯和5个吲哚Michael加成产物(2a～2c和3a～3e,其中2b和3a～3e为新化合物),收率80%～92%, 3a~3c的d/r值分别为3.8 : 1, 1.3 : 1和1.1 :1,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, IR和HR-MS(ESI)表征。     

两嵌段聚合物自组装微观形貌中的网状结构

嵌段聚合物由于不同嵌段热力学不相容而形成微观相分离,进而发生自组装排列成规则有序的微观结构,其中网状结构是自组装微观结构中的复杂结构,具有令人瞩目的特性,在纳米科技领域应用价值极高,备受各国研究者的青睐。本文介绍了嵌段聚合物自组装原理和网状结构的特点,重点综述了两嵌段聚合物自组装结构中常见的三种网状结构的发展、制备方法以及在纳米科技中的应用,并指出当今网状结构的研究热点,预测该领域的发展趋势。     

铝粉度对自蔓延高温合成AlB2-Al2O3复合粉体的影响

以金属Al粉和B2O3粉为原料,采用自蔓延高温合成法(SHS)制备AlB2-Al2O3复合粉体.采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析手段,对所制得的复合粉体进行了表征.研究了Al粉粒度(100目、300目和600目)对自蔓延高温合成方法制备AlB2-Al2O3复合粉体的燃烧学、相组成及微观结构的影响.结果表明:铝粉粒度越小,燃烧温度越高、燃烧波速度越快,复合粉体中AlB2相含量增加,实验测得600目铝粉反应的燃烧温度为2060K,燃烧波速度为2.08 mm/s.复合粉体以AlB2和Al2O3为主晶相,显微结构为数量较少、粒径约5μm的AlB2粉弥散分布于粒径约2 μm的Al2O3和Al的混合粉中.     

Deinococcus Radiodurans表面氨基修饰对钙锶生物矿化自组装的影响

研究中通过表面基团屏蔽探索耐辐射奇球菌表面氨基对钙锶生物矿化及其自组装过程的影响.结果表明:(1)在Deinococcus Radiodurans作用下,体系倾向于形成文石晶型;(2)屏蔽氨基后,氨基对方解石晶体的抑制作用消失,[Ca2+]高时诱导晶体从文石转变为方解石,[Sr2+]高时诱导晶体产生空壳结构;(3)在D.Radiodurans作用下,文石晶体的生长属于经典的棒-哑铃-球自组装模型;屏蔽氨基后,文石晶体的生长为球壳和哑铃空壳的空壳自组装过程.综上所述,耐辐射奇球菌表面氨基能促进晶型的转换,控制晶体的自组装.本研究结果可为阐释微生物诱导生物矿化自组装过程提供参考.