微波加热制备PS/SiO2复合纳米微球及其摩擦性能研究

用微波加热法合成了表面功能化的聚苯乙烯／SiO2复合纳米粒子,分别用FTIR、TEM及TGDTA对其结构和形貌进行了表征,并考察了其摩擦学性能。结果表明,微波辐射能使反应时间大大缩短。在所选择的实验条件下,可制备出以SiO2纳米微粒为核,PMMA、PS为壳层的核壳结构复合纳米微球,微球粒径约15nm,颗粒较均匀,并且在有机溶剂中有良好的分散性,作为润滑油添加剂,具有良好的抗磨性能。     

核壳结构金属-有机骨架的研究

核壳结构(core-shell)金属-有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是多功能MOFs复合材料中最为典型的一类构型,是由MOFs材料和另一种材料(如MOFs、碳材料、无机化合物、有机聚合物等)组装形成的核壳结构,其中MOFs既可作核,亦可作壳。因结合了核层和壳层两种材料,核壳结构MOFs展现出了优于核层或者壳层的独特性能,例如结构稳定、选择性分离、气体吸附等,为MOFs材料实现工业化应用带来了新的潜力。本文综述了近年来核壳结构MOFs材料的研究进展,介绍了各类构型核壳结构MOFs材料(例如MOF@MOF、MOF@carbon、metal oxide@MOF、polymer@MOF等)的合成方法及应用研究,并对其今后的发展进行了展望。     

载药EVA/二氧化硅复合物薄膜的制备及体外缓释性能

采用溶胶-凝胶法制备了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/二氧化硅的缓释复合材料.研究了复合材料的结构、亲-疏水性,并以阿司匹林为药物模型,考察二氧化硅添加量对聚合物缓释性能的影响.结果表明:采用溶胶-凝胶法能使二氧化硅微粒均匀分散在聚合物中;二氧化硅的加入能提高EVA载药膜的缓释性能;当二氧化硅质量分数为10%时,二氧化硅粒径为2～4 μm,复合膜缓释性能最好,缓释时间超过72 h;并且复合膜的药物释放过程符合Fickian扩散定律.     

MOF基水凝胶材料的制备及其应用

近年来,金属-有机骨架材料(MOFs)因为具有优异的骨架结构、丰富的孔隙度和多功能性,吸引了众多研究者的注意,各种各样的MOFs材料和MOF基复合材料被研制。但是由于MOFs大多以晶体和粉末的形式存在,其本身的刚性和易碎性限制了它的实际应用,同时MOFs在溶液中的不稳定性会导致材料的分解,一些高结晶度的MOFs还十分脆弱易碎且不易加工,因此有研究者将MOFs与水凝胶相结合,开发出许多具有优异性能的MOF基水凝胶材料。本文综述了MOF基水凝胶材料近年的研究进展,重点介绍了MOF基水凝胶的种类及其与其他材料的协同作用,讨论了MOF基水凝胶在传感、催化、水处理、伤口敷料和药物载体等方面的优势。MOF基水凝胶具有的可加工性、稳定性、易处理性为MOFs在实际应用中的研究具有指导意义。我们概述了纯MOF水凝胶、MOF@生物有机大分子水凝胶、MOF@生物相容性水凝胶,其他MOF基复合水凝胶的最新进展以及这些复合材料的应用。     

核壳结构金属-有机骨架及其衍生物在锂离子电池负极材料中的应用

金属-有机骨架(MOFs)材料具有比表面积较大、孔径可调、制备容易、结构与功能多样性等优势,被广泛应用于电化学能源转化与储存领域。其中独特的核壳结构材料由于表面修饰的作用往往更能表现出内核与壳层之间的协同作用。本文介绍了核壳结构MOFs作为锂离子电池负极材料的发展现状,并重点综述其衍生物(多孔碳材料、金属氧化物、金属硫/硒化物以及金属/金属氧化物)的制备方法以及在锂离子电池负极中的应用。MOFs经高温煅烧或改变化学反应条件可制备出结构可调的无机电极材料并表现出更优异的电化学性能。最后总结了核壳结构MOFs材料作为锂电负极材料存在的问题和挑战,并提出可能的解决途径和未来的应用前景。     

新型HPWs@MIL-101催化剂的制备、表征及其催化性能

采用直接合成法将磷钨杂多酸(HPWs)固载到金属-有机骨架材料MIL-101的介孔笼中,制得新型HPWs@MIL-101多相催化剂。利用XRD、N2吸附、扫描电镜(SEM)、XPS、UV-Vis DRS、Raman和FT-IR等手段对该催化剂进行了表征,并研究了其在环戊烯选择氧化制备戊二醛反应中的催化性能。结果表明,磷钨杂多酸高度分散在金属-有机骨架MIL-101的介孔笼中,将磷钨杂多酸固载到MIL-101上后,能够很好地保持磷钨杂多酸的Keggin结构和载体MIL-101的晶体骨架结构。HPWs@MIL-101催化剂的催化性能远高于传统浸渍法制备的催化剂的催化性能,当磷钨杂多酸的负载量为12.5%(w)时,HPWs@MIL-101表现出最优的催化性能,环戊烯转化率高达100%,戊二醛的得率达到78.7%。重复实验表明该催化剂具有较高的稳定性,使用三次后,GA的得率仍然达到74.1%。     

NiMoO4纳米线@ZnCo MOF(350)核壳结构复合材料的制备及其析氧电催化性能

采用液相合成法成功合成了一种新型的ZnCo金属有机骨架（MOF）纳米晶原位生长于NiMoO₄纳米线（NWs）表面的复合材料NiMoO₄ NWs@ZnCo MOF。经350 ℃低温热处理（所得产物命名为NiMoO₄ NWs@ZnCo MOF（350））后,仍旧较好地保持了前驱体的结构和形貌,但在ZnCo MOF内部出现了极少量的Co₃O₄相,证明发生了轻微热解。化学键C—O—Mo和相异质界面处产生的大量氧空位可以成为活性位点的来源。新的Co₃O₄相的形成也导致异相界面的进一步增加。此外,少量的热解使核壳结构表面更加粗糙、疏松和多孔,产生更高的比表面积、更快的离子扩散路径和更好的导电性。因此经惰性玻碳电极测试,在10 mA·cm^-2电流密度下电催化剂表现出360 mV的低过电位,并保持了30 000 s的长期催化稳定性。     

Pd@SiO2/Al2O3的制备及其催化氧化CO性能评价

从Pd纳米粒子出发制备具有核壳结构的Pd@SiO₂纳米粒子,并将其负载于不同形貌Al₂O₃载体上,制备出具有良好CO催化氧化活性的催化剂。以纳米球形Al₂O₃为载体时,Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂活性优于无核壳结构的Pd/Al₂O₃催化剂。将纳米Pd@SiO₂负载到球形和菱形Al₂O₃上,制备出Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂。结果表明:具有较大比表面积的Al₂O₃载体(球形)有利于Pd@SiO₂的分散,且SiO₂层可以抑制Pd粒子的团聚,能在一定程度上改善催化活性。而较小比表面积的载体(菱形)上出现了Pd@SiO₂的团聚,表现出较低的CO氧化活性,但在降低负载量后,CO氧化活性明显提高。该结果为推动新型热稳定、高效纳米三效催化剂的研发具有一定的启示意义。     

水包油包固体乳化法制备蛋白药物缓释微球

以牛血清白蛋白(BSA)为模型药物, 研究了一种新型载药微球的水包油包固体(S/O/W)乳化法. 用纳米尺寸的SiO2吸附溶液中的BSA, 得到粒径约为30 nm的含药粒子, 再用PLGA包裹含药粒子. 考察不同制备条件对载药量和包封率的影响, 并与传统的双乳法(W/O/W)进行了对比, 发现该制备方法提高了药物的载药量(由2.5%到3.1%)和包封率(由72%到90%以上), 同时提高了药物活性.     

Coating Multi-walled Carbon Nanotubes with Uniform Silica Shells:Independent of Surface Chemistry

A facile and general method was described to coat six types of multi-walled carbon nanotubes, functionalized by either noncovalent or covalent way, with smooth silica shells. 3-Aminopropyltriethoxysilane(APTES) and pH value play important roles in the coating process and the thickness of silica shell could be controlled by the added amount of silicon alkoxides. After the removal of multi-walled carbon nanotubes by calcination, the silica nanotubes were successfully prepared.     

二元阴阳离子表面活性剂法合成介孔氧化硅囊泡

以十二烷基磺酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂, 在SDS与CTAB的摩尔比为1.0~2.3时, 以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 在氨水-水体系中于68℃下合成介孔氧化硅囊泡. 通过透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 热重分析仪(TGA)和氮气吸附-脱附实验仪对合成的产物进行表征. 结果表明, 合成的产物为介孔氧化硅囊泡聚集体, 孔径约为4 nm, 样品的Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积为826 m²/g. 对介孔氧化硅囊泡的形成机理做了初步探讨.     

Green Synthesis of ZnO Nanoparticles Using Plant Extract as a Template

Plant-based nanoparticles (NPs) have found great interest among various scientist in the present era and used in various sector including medicine, agriculture, and food industry. The various chemical constituents of plants aid in the bioreduction of metal ions to a nanoscale. Among the various NPs synthesized, zinc oxide (ZnO) NPs hold a premier position. ZnO NPs have use in textile, cosmetic, diagnostics, optoelectronics, photocatalysis, diodes, and many other areas. NPs synthesized through green synthesis have a potentially greater role in treating clinical pathogens. Present investigations show a simple eco-friendly method for the synthesis of ZnO NPs from the husk of sunflower seeds. Sunflower is an economically important crop, for the formation of edible oil. The husk is considered to be a waste, product in oil industry, however, the biomolecules present in sunflower husk can be used to produce ZnO NPs. Present investigations reveal formation of ZnO NPs and investigations of their structure through scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Their optical properties have been studied by ultraviolet–visible spectrophotometer (UV–Vis) and fluorophotometer. ZnO NPs have also been investigated for their potential phytoremedial properties.     

Metal-organic frameworks-derived hierarchical ZnO structures as efficient sensing materials for formaldehyde detection

Semiconducting metal oxides have been considered as effective approach for designing high-performance chemical sensing materials. In this paper, a kind of metal-organic frameworks ZIF-8 was used as sacrificed template to prepare porous ZnO hollow nanocubes for the application in gas sensing. It is found that changing calcination temperature and solvent can greatly influence the morphology of the material, which finally affects the gas sensing performance. Acetylene-sensing properties of the sensors were investigated in detail. It can be clearly seen that the material used methanol as reaction solvent with the decomposition at 350 °C for 2 h (ZnO-350-M) showed the optimal formaldehyde-sensing behaviors compared with other materials prepared in this experiment. The dynamic transients of the ZnO-350-M-based sensors demonstrated a high response value (about 10), fast response and recovery rate (4 s and 4 s, respectively) and good selectivity towards 100 ppm (part per million) formaldehyde as well as a low detectable limit (1 ppm). As exemplified for the sensing investigation towards formaldehyde, the porous ZnO hollow nanocubes showed a significantly improved chemical sensitivity due to the highly synergistic effects from the well exposed surfaces, defect states and the robust ZnO.     

基于透明质酸构筑的药物递送载体及其应用

传统纳米药物控释载体主要通过细胞胞吞作用实现药物递送,其主要过程为被动靶向机制,因此会影响纳米载体在肿瘤组织的富集和治疗效果.近年来生物大分子透明质酸因其优异的水溶性、生物相容性、可降解性和肿瘤靶向性备受科研工作者青睐,已被广泛用于药物控释载体的构筑中,并成为靶向肿瘤治疗纳米载体领域的研究热点.本文根据透明质酸基纳米载...     

自组装金属有机纳米管模板法制备高分子纳米管

高分子纳米管(PNT)是一类具有中空管状结构的高分子纳米材料, 模板法是制备管状高分子纳米材料的有效方法. 本研究以自组装金属有机纳米管(MONT)为模板, 杈状多元胺和多元羧酸为前体分子, 利用杈状多元胺与MONT表面的铜离子配位络合, 在MONT表面上形成包覆层, 再与同样具有杈状结构的多元羧酸活化酯进行交联反应后, 去除掉内部的自组装模板, 从而制得具有良好水分散性的PNT. 利用扫描电子显微镜(SEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)和漫反射傅立叶变换红外光谱(DRIFTS)对PNT的表面形貌、组成和结构进行了表征. 结果表明, 当多元胺用量为MONT用量的0.4摩尔当量时, 交联产物的成管率最高, 达80%以上, 纳米管的长度大多为500 nm~3 μm、内径为60~100 nm、外径80~120 nm.     

单分散核-壳结构介孔二氧化硅微球的合成

在酸性条件下, 采用非离子表面活性剂嵌段共聚物为模板剂, 季铵盐阳离子表面活性剂为共导向剂, 在预先合成的尺寸均一的单分散实心氧化硅微球表面包裹了有序介孔氧化硅层, 进一步通过高温水热处理, 获得了具有良好分散性和均匀尺寸的介孔壳层(孔径7 nm)氧化硅微球(~500 nm). 氧化硅微球外部包裹的介孔壳层具有较大的比表面积(188 m2/g)和孔容(0.23 cm3/g).     

肽类树状大分子的合成及其在药物传输系统中的应用

树状大分子是近年来蓬勃发展的一类新型高分子材料, 其表面存在大量的官能团, 分子内部存在空腔且分子尺寸可控, 因此, 树状大分子已被广泛应用于众多的领域. 肽类树状大分子是指在树状大分子结构中含有肽键的一类大分子, 因其具有类似蛋白质一样的球状结构, 且具有优异的水溶性、生物相容性、生物降解性和细胞低毒性等特点, 所以, 肽类树状大分子可以作为药物传输的载体. 此外, 肽类树状大分子的疏水空腔可以装载疏水性药物, 对其起到增溶和缓释作用. 综述了肽类树状大分子的合成方法, 并对其与药物分子的结合机制及其在药物传输系统中的应用进行了总结与展望.     

微纳米马达在药物递送中的应用

受到自然界中高效生物马达的启发,研究人员提出了人工微纳米马达的概念,即人工微纳米动力装置。目前,通过结合化学与其他交叉学科的先进技术,研究人员已制备出具有不同结构、驱动方式以及控制方式的人工微纳米马达。这些微纳米马达在传感、环境治理、生物医用等方面展现出广阔的应用前景。其中,药物递送是生物医用领域的重要方向。在这一方面,利用微纳米马达可以实现药物的有效递送,给癌症等疾病的治疗带来新的可能。本文将针对用于药物递送的微纳米马达的驱动机理、基本结构、运动控制这几个方面进行综述,首先介绍了马达的运动机理,其驱动机理可分为自场驱动和外场驱动;其次,分别介绍了可用于药物递送的微纳米马达的结构,主要包括聚合物囊泡、空心管、纳米线等;为了实现精准有效的药物递送,微纳米马达的可控运动非常重要,本文将具体阐述微纳米马达的开-关控制、方向控制和速度控制。最后,分析了药物递送微纳米马达的研究现状,并对本领域的未来方向进行了展望。     

樟脑酸衍生物构筑的单一手性金属有机骨架化合物的合成、表征及荧光性质

设计合成了一个新的手性樟脑酸衍生物[D-H₂ctba, H₂ctba=4-(3-羧基-2,2,3-三甲基环戊烷酰胺)苯甲酸]. 将其作为配体与硝酸镉通过溶剂热反应得到了新的手性金属有机骨架化合物[Cd₃(ctba)₃·H₂O]_n(1). 通过单晶X射线衍射(XRD)、 粉末X射线衍射(PXRD)、 元素分析、 热重分析(TGA)和圆二色(CD)光谱对该化合物进行了表征. 单晶结构解析表明, 该化合物具有单一手性结构, 以1个六核的Cd羧基簇为基本单元, 簇与簇之间通过羧基相连形成(-Cd-O-C-)_∞棒状次级结构单元, 次级结构单元之间由配体相连, 拓展成为三维的骨架结构. 荧光光谱测试结果表明, 该化合物在室温下具有较强的荧光性质.