聚苯胺薄膜的溶液表面制备及室温氨气气敏性能

提出了一种基于溶液表面的聚苯胺(PANI)薄膜及气敏器件的室温制备方法,以苯胺单体、盐酸和过硫酸铵为原料通过氧化聚合在其水溶液表面直接获得质子化聚苯胺(PANI)薄膜,并利用薄膜的可转移特性构筑气敏器件.研究发现溶液的pH对PANI致密薄膜的形成至关重要,从而提出了质子化苯胺单体优先在溶液表面聚集和聚合的PANI薄膜形成机制.该薄膜气敏器件能够对NH₃进行有效的室温检测,且性能随薄膜聚合温度和聚合时间的变化呈规律性变化,优选制备条件下(pH=0.6,室温18℃,聚合60 min)的薄膜其检测下限为10^-6,响应与NH₃浓度呈良好的线性关系,并具有良好的重复性、选择性、快速响应和有竞争力的响应值.该薄膜制备工艺体现了“绿色”制备思想,且薄膜能够大面积制备并具有优异的气敏性能,有望为PANI-基薄膜的制备与室温气体传感器的研究与应用提供一种新的思路.     

二维胶体晶体刻蚀法及其应用

二维胶体晶体刻蚀法合成二维有序纳米颗粒阵列具有操作简单、成本低、易于实现规模化的优点，它可方便地控制纳米颗粒阵列的形态（即颗粒的间距、尺寸、形状甚至成分等），从而实现阵列性质的大范围调制。而二维胶体晶体的合成是这种刻蚀技术的关键，文章着重介绍其形成的基本过程、影响因素及其合成技术；概述胶体晶体刻蚀技术的应用，并对此进行展望。     

不同分子量壳聚糖对蒙脱土插层复合物的影响

于醋酸溶液中通过溶液插层技术将不同分子量的壳聚糖与钠基蒙脱土进行插层复合,制备了系列壳聚糖/蒙脱土插层复合物. 通过XRD、TEM、FTIR测试技术对插层复合物的结构进行了表征. 结果表明,仅通过醋酸溶液处理,残留的HAc就可使MMT层间距由原来的1.3 nm增加至1.55 nm,并使结构规整性提高;降低壳聚糖分子量有利于MMT层间距增大,并出现更多剥离形态的蒙脱土;当壳聚糖分子量为4.1×104时,最大层间距可达2.48 nm,但进一步降低壳聚糖分子量层间距反而略微减小;红外光谱分析表明,插层复合物中壳聚糖与蒙脱土间存在明显的静电作用. TGA分析结果表明,插层复合物中壳聚糖的含量随分子量的降低而增加,残留的醋酸使插层复合物中壳聚糖的热稳定性能下降.     

基于二维胶体晶体刻蚀法的纳米颗粒阵列

悬浮液中的胶体球在一定条件下能够自组装成二维胶体晶体，以此为掩膜可合成纳米颗粒阵列体系，其颗粒形状、尺寸以及间距等参数易于控制。调整这些参数和相应的介质环境可以实现对颗粒阵列体系性质的有效控制，这也为研究尺寸效应提供了便利，且在一些具有特殊功能的纳米器件方面具有潜在的应用价值。文章重点介绍了这种阵列体系的合成过程、结构形态和性质，并展望了其应用前景。     

氮掺杂纳米多孔TiO2:EDTA-Na2辅助水热合成及光催化性能

利用螯合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)作为致孔剂,以三氯化钛(TiCl3)为前驱体.利用水热法直接合成了氮掺杂的纳米多孔TiO2.通过SEM、XRD、IR、低温N2吸附-脱附、XPS、热重分析(TG)和紫外可见(UV)光谱对样品进行了表征与分析.结果表明所合成TiO2以锐钛矿相形式存在,氮掺在TiO2晶面之间,具有典型的介孔结构和较高的比表面积,通过改变EDTA-Na2的浓度,比表面积口1控制在95～216 m2·g-1之间.这种纳米多孔TiO2在光降解甲基橙的实验中表现出很好的光催化活性,且随着EDTA-Na2的浓度增大而逐渐增加.     

Cu(Ⅱ)印迹壳聚糖交联多孔微球去除水溶液中金属离子

研究了以Cu2+为模板的壳聚糖交联多孔微球(Cu-CSCPM)对溶液中Cu2+的吸附性能,为该材料应用于去除废水、果蔬汁等有毒重金属铜离子提供理论基础。首先制备了Cu2+印迹壳聚糖交联多孔微球,并表征了微球的一些物理化学性质;其次采用静态吸附法研究了该微球对Cu2+的吸附行为。结果发现,制得的微球表面多孔,含有活性-NH2,其含水量为69.59%,树脂骨架密度为1.22g/cm3,孔度值为73.68%,交联度为82.42%。初始浓度为60mmol/L、吸附温度40℃、pH=4.0时,Cu-CSCPM对Cu2+的饱和吸附容量为1.89mmol/g。Cu-CSCPM再生5次对Cu2+仍然具有较高吸附容量。     

胶体晶体和基于胶体晶体的纳米结构

胶体晶体及基于胶体晶体的各种纳米结构的制备和物理性质是近来物理学和材料科学共同关注的一个热点，文章简要阐述了胶体颗粒间的基本相互作用，着重介绍了各种胶体晶体的制备方法；结合我们近期的工作，综合评述了胶体晶体在二维纳米颗粒阵列、二维有序孔单层膜及三维光子晶体等纳米结构材料研究中的应用，并对未来的发展进行了展望。     

氮掺杂纳米多孔TiO2∶EDTA-Na2辅助水热合成及光催化性能

利用螯合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na₂)作为致孔剂,以三氯化钛(TiCl₃)为前驱体,利用水热法直接合成了氮掺杂的纳米多孔TiO₂。通过 SEM、XRD、IR、低温N2吸附-脱附、XPS、热重分析(TG)和紫外可见(UV)光谱对样品进行了表征与分析。结果表明所合成TiO₂以锐钛矿相形式存在,氮掺在TiO₂晶面之间,具有典型的介孔结构和较高的比表面积,通过改变EDTA-Na₂的浓度,比表面积可控制在95~216 m²·g^-1之间。这种纳米多孔TiO₂在光降解甲基橙的实验中表现出很好的光催化活性,且随着EDTA-Na₂的浓度增大而逐渐增加。     

聚苯胺纳米线/SnO2复合光催化材料的光化学制备与性能

将具有确定形态的聚苯胺(PANI)纳米线作为复合单元, 直接分散在SnSO₄和H₂SO₄的混合溶液中, 通 过紫外光照射获得PANI纳米线/SnO₂纳米颗粒复合材料. 对复合材料的形态和成分进行了分析, 发现二者 相互交织在一起且部分颗粒直接生长在纳米线上. 以罗丹明B溶液为目标降解污染物研究了复合材料在低 功率紫外灯下的光催化活性. 结果表明, PANI纳米线可以明显增强SnO₂的光催化活性, 且增强效果与光照 复合时间呈规律性变化, 在最优复合时间下复合材料的光催化活性是纯SnO₂的近3倍. 通过对能级结构与光催化反应过程的测试分析, 认为Z型异质结的形成促进了光生电子-空穴的分离, 进而增强了材料的光催化活性.