ZSM-5高硅分子筛硅烷化疏水改性的研究

以甲苯为溶剂,正辛基三乙氧基硅烷(OTS)为改性剂,进行了ZSM-5高硅分子筛疏水改性研究。通过傅立叶红外(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-解吸附、静态水接触角、水与正己烷的静态吸附,以及水热稳定性试验等测试了改性前后样品结构与性能。结果表明,通过硅烷化改性在ZSM-5上接枝了-Si(CH2)7CH3基团,并实现了超疏水性。当0.8g ZSM-5使用0.24g改性剂时,改性后分子筛的接触角达152°,水吸附量下降了1.49%,比表面积、孔容、孔径分别减小了62.7m2/g、0.0329cm3/g、0.42nm,孔道长程有序性有所降低,且具有较高的水热稳定性。     

兼具磁共振响应的碳量子点光致发光材料的构筑和性能

碳量子点作为光功能组分和纳米载体用于构筑磁共振-荧光双模态分子探针的研究才刚刚开始。本文首次以兼作Gd3+源和碳源的钆喷酸单葡甲胺为前驱体,研究了热裂解温度、保温时间和加热速率对前驱体碳化程度、所得产物量子产率和Gd3+掺杂量的影响。结果显示,前驱体在经历合理的热裂解条件(热裂解温度不高于350℃)后,可简便地制得Gd3+螯合物掺杂的碳量子点。该碳量子点除了具有优异的发光能力外(量子产率~7.6%),还表现出磁共振响应(纵向弛豫率~6.5 mmol-1·L·s-1),可用作磁共振-荧光双模态分子影像探针。     

碳点的高性能化和功能化改性:方法、特性与展望

碳点作为一种新型碳纳米材料,由于其出色的光学性能、低毒性、良好的生物相容性和易修饰性而被广泛应用于各个领域。为了满足不同领域的需求,几种用以调控碳点光学性能的方法已被提出,例如杂原子掺杂、半导体量子点掺杂、聚合物钝化和改性以及主-客体构建。其中,杂原子掺杂是通过单原子或多原子引入电子给体或受体改变其相邻碳原子的电子密度来增加荧光强度;半导体量子点也可与碳点进行复合提升电子分离效率而起到荧光增强的效果;就聚合物改性而言,聚合物不仅可以对碳点表面实施钝化和功能化,而且其固态(或固化)薄膜可以提供紧密的空间促进碳点表面的辐射跃迁起到荧光增强的效果。此外,由碳点-染料和多孔材料-碳点构成的两种主要的主-客体结构中,前者不仅对碳点的荧光发射强度有着促进的作用,更使得碳点具备了显著的红/近红外荧光发射性能,后者对固态发光碳点不仅提供了可能性和设计的灵活性,且为打开碳点新的应用领域提供了机会。本文将围绕四种碳点功能化的方法逐步展开讨论,并介绍相应碳点的光学性能、发光机理和潜在应用;论述功能化碳点的研究现状,并展望功能化碳点的研究方向。     

微乳液聚合制备纳米银/聚苯乙烯复合材料

采用柠檬酸钠为稳定剂、聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,以水合肼还原银氨络离子制备出稳定的单分散胶态纳米银。以制得的纳米银溶胶,通过正相微乳液聚合,制备纳米银/聚苯乙烯复合材料。利用紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱研究了纳米银的光吸收特性,采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的晶体结构、形貌及尺寸进行了分析。结果表明:所制得的银纳米颗粒属立方晶系,平均粒径约10 nm,且无团聚及氧化现象;聚合过程中,纳米银的晶体结构、形貌及尺寸未发生明显变化。凝胶渗透色谱(GPC)分析表明聚苯乙烯基体重均分子量达4.03106,分子量分布指数为1.21;热重-示差扫描量热(TG-DSC)分析表明所制备的复合材料具有优异的热稳定性。     

微波水热法制备Gd3+掺杂的碳量子点型高性能磁共振-荧光双模态分子影像探针

以同时提供钆源和碳源的钆喷酸单葡甲胺为前驱体,利用微波作为加热手段实现分子水平上的搅拌,达到低温、短时间内制得均匀的小粒度Gd³⁺掺杂碳量子点(Gd³⁺/CQDs-MH)的目的。当前驱体在250 ℃下微波水热反应45 min时,获得的Gd³⁺/CQDs-MH表现出较高的量子产率和极强的磁共振性能,避免了传统加热方式对碳量子点的发光能力和弛豫性能极难同时提高的矛盾。该条件下合成出尺寸约1.0 nm的碳量子点,其荧光量子产率为11.0%,Gd³⁺的掺杂质量分数达16.9%,纵向弛豫性能高达4 545.3 mmol^-1·L·s^-1 ([Gd³⁺]=0.01 mmol·L^-1)。并且,该碳量子点对HeLa细胞无明显毒性,有望用作高弛豫性能和高发光性能的磁共振-荧光双模态探针。     

分散聚合法制备聚苯乙烯-铝纳米粒子复合材料

采用分散聚合法成功合成了高掺杂、窄分子量分布的聚苯乙烯-铝纳米粒子（PS-AlNPs）复合材料。采用XRD、FT-IR、GPC、TGA、SEM和TEM等手段对产物的晶体结构、分子结构、PS基体的分子量及分子量分布、热稳定性及形貌等进行了分析测试。结果表明：所得球形复合材料的平均粒径约为1.5μm,聚合过程中AlNPs的晶体结构未见变化,AlNPs掺杂量可高达1.81%,PS基体重均分子量达1.98×105,分子量分布指数为1.21,热稳定性优异。     

聚苯乙烯/纳米铝复合材料的流变特性及纺丝研究

为有效制得Z箍缩氘代聚苯乙烯/纳米铝(DPS/AlNPs)导电丝阵材料，采用PS中掺入AlNPs制备PS/AlNPs复合材料纤维进行模拟研究。研究了温度及剪切速率等因素对PS/AlNPs复合材料流变性能的影响、复合材料熔体的结构变化及流动状态与可纺性能的关系，以及PS/AlNPs纤维的形貌、热稳定性能和力学性能。结果表明:PS/AlNPs熔体属于典型剪切变稀型非牛顿流体，熔体的表观粘度与温度呈现负相关，240~260 ℃时复合材料的非牛顿指数介于0.462~0.546，结构黏度系数介于1.8~2.1，黏流活化能介于77.2~104.6 kJ·mol-1，具有良好的可纺性。PS/AlNPs纤维表面光滑，对AlNPs粒子包覆良好且对其抗氧化非常有利，其中当AlNPs质量分数为1%时纤维的断裂伸长率突出、掺量为5%时其断裂强度较高。     

分散聚合法制备窄分子量分布的聚苯乙烯微球

以无水乙醇为反应介质,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用分散聚合法制备分子量分布较窄的聚苯乙烯(PS)微球。研究了反应温度及反应时间、引发剂浓度和单体浓度对苯乙烯转化率和PS分子量分布的影响,采用SEM、GPC、FT-IR和TG对产物的形貌、分子结构和性能等进行了表征。结果表明:单体浓度为20%,引发剂用量为单体总量的0.7%,75℃下反应13h后,聚合反应的单体转化率可达87.8%,所制得的PS球形度较好,重均分子量为16.6万,分子量分布1.21,且具有优异的热稳定性。