电流滴定法对自组装膜表面酸碱性的研究

近年来 ,有序分子自组装体系在基础研究和应用领域均得到了较大的发展 .选择末端可以解离的自组装分子而制成的自组装膜 ,可以方便地通过调节底液的 p H值来控制膜体系的荷电状况 [1] ,这在利用静电作用吸附蛋白质 [2 ] 、多肽 [3] 、 DNA[4 ] 、聚电解质 [5] 、金属离子及其它物种 [6] 等方面具有重要作用 .精确测定表面解离常数 (即表面 p Ka)和控制自组装膜表面的荷电状况 ,无疑在理论研究和实践中均占有重要地位 .目前 ,一些方法如接触角滴定 [7] 、微分界面电容 [8] 、电流滴定法 [9,10 ] 以及 AFM的力曲线滴定 [11,12 ]被用于表面…     

阻抗滴定法测定3-巯基丙酸自组装膜的表面酸度

利用交流阻抗和循环伏安法研究了巯基丙酸自组装膜的组装过程及表面羧基的解离性质.研究表明,由于巯基丙酸的链长较短,自组装膜的组装过程表现为快吸附,然后表现为缓慢组装的过程.利用阻抗值随溶液pH的变化绘制出阻抗滴定曲线,得出了自组装膜表面巯基丙酸的表面酸度,研究了饱和吸附与不饱和吸附对表面酸度的影响.利用氢键作用和静电相互作用对实验结果进行了解释.     

STM针尖诱导铜表面纳米刻蚀与沉积

扫描隧道显微技术 ( STM)不但可在小至原子分辩的尺度上现场研究电极表面及其结构变化 ,还能对电极表面进行纳米尺度上的加工、修饰 [1～ 3] .由于 STM探针与被研究样品的表面仅相距～ 1 nm,探针附近区域电极 /溶液界面的结构和性质将不可避免地受到影响 .尽管人们已认识到针尖与样品表面不可忽视的相互作用 ,但利用该相互作用诱导纳米区域电化学反应的研究还很少 ,仅有半导体 Si[4～ 7] 和 Ga As[8] 表面基于强电场诱导或空穴注入的 STM针尖诱导纳米刻蚀等的报道 .本文在控制铜的电位负于其热力学平衡电位 ( Nernst电位 )的情况下 ,…     

新型树枝状硫醇的自组装单层膜──图案化表面及其浸润性的调控

近年来 ,自组装膜的研究不断引起人们重视[1] .一方面 ,其兴趣可能源于纳米级器件的组装 ,如生物传感器等 [2 ] ;另一方面 ,它可作为研究摩擦学 [3]、生物膜模拟 [4 ]和微观浸润性的模型体系 [5] .树枝状分子的结构可在分子水平上精确控制 ,是很有潜力的纳米构筑基元 [6 ] .不同于常规的自组装膜构筑基元 ,树枝状分子的特殊结构使其在金属表面形成某些特殊的组装结构成为可能 .结合界面分子自组装技术和树枝状分子化学 ,国内外已有机构开展了树枝状硫醇的自组装膜的研究[7～ 9] .我们曾发现一种聚醚树枝状硫醇分子在金表面形成的自组装单层…     

化学力显微镜针尖修饰技术研究新进展

评述了化学力显微镜的新成果。对自组装单分子膜修饰扫描探针显微镜针尖,生物分子修饰原子力显微镜针尖,电化学方法修饰扫描隧道显微镜针尖,纳米碳管材料修饰原子力显微镜针尖等作了介绍。     

超疏水多孔阵列碳纳米管薄膜

碳纳米管由于具有特异的力学[1] 、光学[2 ] 、电学[3,4 ] 和磁学性质[5] ,使其在锂离子电池[6 ] 和平板展示器[7] 等方面呈现出广泛的应用前景 .Ebbesen等[8] 对无序碳纳米管材料的浸润性进行了详细研究 ,发现其很容易被水润湿 .然而 ,阵列碳纳米管膜的浸润性研究尚未见报道 .固体表面的浸润性主要由表面化学组分和几何结构两方面控制 .通常 ,加大表面粗糙度可以增强其浸润性 [9～ 16 ] .近来 ,超疏水表面 (即与水的接触角大于 1 5 0°的表面 )的研究显示了广泛的应用背景[13～ 16 ] .这种表面通常可由增加表面粗糙度和降低表面能来制备[1…     

定位生长法制备AFM单壁碳纳米管针尖

采用粘性胶状物作为生长单壁碳纳米管(SWNTs)的催化剂前驱体, 在原子力显微镜下驱动废旧的硅探针粘附该种胶状物,随后进行化学气相沉积(CVD), 实现了SWNTs在硅探针末端的定位生长, 成功地制备出了SWNT针尖. 对SWNTs及SWNT 针尖进行了表征, 并对针尖的稳定成像条件进行了分析. 结果表明, 针尖一般由5-10 nm 的SWNT 管束构成, 伸出长度仅为几百纳米, 受热振动影响较小, 无需后处理即可稳定地成像, 成像分辨率与新的硅探针相当.     

聚合物微相分离诱导聚合物功能化碳纳米管的自组装

利用自组装的方法实现碳纳米管的有序排列对制备碳纳米管基复合材料至关重要.将聚4-乙烯基吡啶修饰的碳纳米管与含有羧基的接枝共聚物聚丙烯酸-g-聚甲基丙烯酸甲酯(PAA-g-PMMA)相混合,由于吡啶基团与羧基之间的氢键作用,在聚合物微相分离的过程中,将诱导形成碳纳米管的有序排列,得到一种基于碳纳米管自组装的蜂窝状膜.     

碳纳米管/超支化重氮盐自组装膜的制备及性能研究

利用静电吸附自组装技术将酸化处理后的单壁碳纳米管(SWNTs)与超支化重氮盐(DAS)组装成多层膜.利用紫外光谱、椭偏仪、原子力显微镜、扫描电镜、拉曼光谱等对自组装膜的生长过程、膜厚增长、自组装膜表面形貌以及纳米管在膜中的存在状态等进行了检测,并利用纳米压痕仪测试了自组装膜的硬度和弹性模量.研究结果表明,SWNTs与DAS不仅发生了静电吸附,而且还发生了化学交联.同时碳纳米管均匀分散在自组装膜中.这两种因素的共同作用使得自组装膜表现出良好的纳米力学性能,硬度达到2.0GPa左右,弹性模量达到10.0GPa左右,而且可以从基底上剥离下来成为独立支撑膜.     

表面引发原子转移自由基聚合制备聚电解质修饰的碳纳米管

利用聚电解质对多壁碳纳米管(MWNT)的表面进行修饰,能有效改善碳纳米管在溶剂中的分散性.首先将经硝酸氧化的碳纳米管与二甲亚砜和乙二醇反应,得到羟基修饰的碳纳米管.然后利用羟基与α-溴异丁酰溴(或α-氯丙酰氯)的酯化反应,在碳纳米管的表面引入了原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)引发基团,引发丙烯酸叔丁酯(tBA)或4-乙烯基吡啶(4VP)聚合,通过投料比的改变,得到接入量不同的聚合物修饰的碳纳米管.利用热重分析(TGA)和红外对聚合物修饰的碳纳米管进行表征.将聚合物修饰的碳纳米管进行水解(或季胺化),制备得到在水溶液中良好分散的聚电解质修饰的碳纳米管.     

微孔多酸CsxH5-xPW10V2O40/SiO2的制备及氧化催化作用

Keggin结构杂多酸在固相体系中的催化作用引起了人们的极大兴趣[1～3].性能稳定的杂多酸铯盐催化剂在非均相催化体系中已有广泛的应用,然而由于其在液固体系中通常呈现牛奶状,难以分离和重新使用,尽管化学家们以各种材料作为这些催化剂的载体进行了许多固载化尝试[4～6],但至今尚未从根本上解决这一难题.因此,开发高比表面的耐水微孔固体杂多酸催化剂是多酸催化化学领域中具有理论和实际意义的课题.本文采用Sol-Gel技术,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,水解产生的具有网络结构的SiO2凝胶为载体,在钒取代型Keggin结构杂多酸CsxH5-xPW10V2O40存在下,制得通式为CsxH5-xPW10V2O40/SiO2的固体双功能微孔杂多酸; 以30%H2O2为氧化剂,以苯甲醇氧化为模型反应,研究其液-固体系中的催化作用.     

用原子转移自由基聚合法合成末端含碳笼烯-60的窄分子量分布聚苯乙烯

Ｃ６０是碳笼烯一族的代表,其独特的球笼形空间结构和电子结构决定了其有许多奇异的性质［１］．关于Ｃ６０的化学反应性的研究方兴未艾［２］,其中Ｃ６０的高分子衍生物的合成也是关注所在．迄今关于含Ｃ６０的高聚物的合成已有许多报道［３,４］,而关于窄分布的含Ｃ６０高聚物的合成的研究尚少．Ｆｒｅｙ等［５］将阴离子聚合所得的聚苯乙烯链的末端转变为氨基,再与过量的Ｃ６０发生单电子转移加成反应制得窄分布的以Ｃ６０封端的聚苯乙烯．Ａｓｔｒｕｓ等［６］将活性阳离子聚合所得的六臂星形聚苯乙烯的末端转化为氨基,得到Ｃ６０…     

三头季铵盐表面活性剂导向合成新型立方相介孔二氧化硅

介孔分子筛因具有大而均一的孔道、高比表面积及相对良好的热稳定性而在精细化学品催化剂[1,2 ] 、生物大分子分离 [3] 和功能材料的主体 [4 ] 等领域有十分广阔的应用前景 .自 1 992年 Mobil公司合成 M41 S[5,6 ] 系列介孔材料以来 ,HMS[7] ,MSU[8] 和 SBA[9～ 12 ] 系列以及 FDU- 1 [13] 等不同结构的介孔分子筛材料相继被合成 .立方相介孔分子筛因具有三维网状结构和可通性较高的孔道而在反应中不易堵塞 ,相对于一维孔道结构的六角相 MCM- 41和 SBA- 1 5 ,其应用前途更加广阔 .迄今 ,人们已经合成了 MCM- 48[14～ 16 ]( Ia3d) …     

量子顺电体La1/2Na1/2TiO3纳米晶的制备与谱学表征

用改进硬脂酸溶胶-凝胶法制备了量子顺电体La_1/2Na_1/2TiO₃纳米晶,用差热-热重分析和X射线衍射测试了样品的晶化过程及物相结构,用FTIR和Raman光谱表征了其谱学特性.     

双金属引发体系苯乙烯活性聚合活性种的交互缔合动力学

自从发现烷氧基钾(ＲＯＫ)/烷基锂(ＲＬｉ)双金属引发体系对丁二烯苯乙烯阴离子共聚具有高效竟聚率调节作用以来[1],相关的机理研究一直十分活跃[2～6].在这类双金属引发体系中,由于含有Ｋ、Ｌｉ两种反离子,因此可能存在钾活性种(ＰＫ)和锂活性种(ＰＬｉ)的交互缔合体.但迄今有关不同反离子活性种形成交互缔合体的研究报道较少.本工作利用2甲基2己醇钾对苯乙烯均聚反应速度具有较大影响这一特性,对低Ｋ/Ｌｉ情况下可溶性醇钾/ｎＢｕＬｉ双金属引发体系苯乙烯均聚动力学进行了研究.建立了以交互缔合体为基础的反应动力学模型.求得了ＰＫ的增…     

杂多酸引发四氢呋喃开环聚合反应Ⅶ.以氧杂环丁烷为促进剂

在以低浓度杂多酸(HPA)催化四氢呋喃(THF)聚合反应中,我们曾采用环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)和环氧氯丙烷(ECH)等三元环醚为促进剂,发现它们对聚合反应都具有很好的促进效果[1～3]. 本文进一步研究了具有四元环醚结构的氧杂环丁烷(OX)对THF聚合的促进效果.     

C60加成反应的理论研究

用AM1方法研究了C₆₀与醌并二烯加成反应的机理,并对反应的过渡态及加成产物的构型进行了优化.研究发现,醌并二烯与C₆₀的加成是协同进行的,反应的活化能较低;而氧取代的醌并二烯与C₆₀的加成是协同进行但不同步,反应的活化能较高.前线轨道理论的研究表明反应是由亲二烯体C₆₀的LUMO控制的.     

有机发光分子在聚苯胺微结构上的选择性吸附

我们将有机发光分子选择性地吸附在PANI结构上形成有机发光图案, 作为诱导模板聚苯胺的结构可以通过纳米压印和沉积相结合的方法制备. 通过在PANI 结构的空隙处修饰氟代硅烷增大样品表面不同区域的亲疏水差异, 从而诱导有机发光分子的选择性吸附.     

用计算模拟方法研究Al_3P_4O_(16)~(3-)计量比的二维层状磷酸铝中的有机胺模板能力

将快速 Monte Carlo方法与分子动力学方法相结合 ,研究了不同种类有机分子在 Al3P4 O3- 1 6 计量比的二维层状磷酸铝形成中的模板能力 .依据主 -客体之间非键相互作用能 (包括范德华能、氢键能和库仑能 ) ,可合理地解释已知实验现象 ,并能有效地预测出适于形成某一特定无机层结构的有机胺模板剂 .通过选择理论预测的有机胺分子作为模板剂 ,成功地合成了二维层状磷酸铝化合物 Al3P4 O1 6 · 1 .5 H3NC6 H1 0 NH3.     

在Al-P-Ti-Si-O催化剂上由甲醇和邻苯二酚合成愈创木酚的研究

采用非均匀沉淀法制备了Al1P1.30TiaSib(a=0-0.51,b=0-0.90）复合催化剂,研究了邻苯二酚与甲醇在该催化剂上的气相o-甲基化反应。结果表明,催化剂组成、相结构和表面性质对催化剂的活性和选择性有很大影响。其中Al1P1.30Ti0.30si0.17催化剂的愈创木酚收率最高,在反应温度为553K时,邻苯二酚转化率和愈创木酚收率分别为92%和86%。