AuNPs/PNIPAM复合颗粒的制备及其温敏性质

将金纳米颗粒(AuNPs)组装到聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶微球表面制备出AuNPs/PNIPAM复合颗粒. 将PNIPAM 凝胶的温敏特性与AuNPs的光学性质结合, 通过改变温度调节AuNPs的局部表面等离子共振(LSPR)吸收峰位置. 研究结果表明, 温度升高使AuNPs的LSPR吸收峰发生红移, 并且这种效应是可逆的. 同时发现, AuNPs的光学性质还可以作为表征PNIPAM水凝胶微球温敏行为的一种手段. 利用透射电镜、紫外-可见光谱仪及动态光散射仪对AuNPs/PNIPAM复合颗粒的形貌、光学性质、粒径变化等进行了分析.     

负载小粒径Au纳米粒子SiO2亚微球的制备

Au纳米粒子(AuNPs),特别是小粒径(～1 nm)AuNPs的粒径、形貌和表面状态对其催化性能有着重要影响。本文介绍了以小粒径Ag纳米粒子(5 nm)为牺牲剂,通过金属置换反应,在SiO_2亚微球上生长表面裸露的小粒径AuNPs。由于Au NPs表面完全暴露该材料在氧化还原催化方面具有广阔的应用前景。     

负载金纳米粒子的聚苯乙烯/聚丙烯酸微球的合成及pH响应性能

以两步聚合法合成的聚苯乙烯(PS)/聚丙烯酸(PAA)核-壳结构复合微凝胶为载体, 硼氢化钠为还原剂, 柠檬酸钠为稳定剂, 通过原位控制性还原获得pH敏感性微凝胶负载纳米金粒子的PS/PAA-Au复合材料. 研究发现, 不同酸碱条件时, 复合微凝胶壳层高分子链的溶胀/收缩变化, 不仅可以调节纳米金粒子的表面等离子吸收, 还可以调节反应底物的扩散传质, 即借助载体微环境的变化来调控纳米金光学性能和催化性能, 从而实现复合纳米金材料的pH调控性.     

以Au@Ag双金属纳米棒为核的热响应性核壳复合微凝胶的制备及性能表征

本文采用种子沉淀聚合法将交联的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)包覆在单分散性良好的Au@Ag双金属纳米棒(Au@AgNR)表面,制得以Au@AgNR为核、交联PNIPAM为壳层的Au@AgNR@PNIPAM复合微凝胶。用透射电镜观察到复合微凝胶具有规整的核壳结构,动态激光光散射测试结果证实复合微凝胶存在热响应性。当环境温度从20℃升高到50℃,复合微凝胶中Au@AgNR的纵向局域表面等离子体共振波长从695nm红移到719nm,表明复合微凝胶内的Au@AgNRs的LSPR光学性能可利用温度来进行调节。以该复合微凝胶为SERS分析的基底,检测水溶液中痕量的难以吸附在金属粒子表面的1-萘酚(3×10-5M),结果发现复合微凝胶在发生体积相转变时对1-萘酚具有捕捉效应,因此可通过调节测试温度来达到提高待分析物的SERS的信号强度的目的。     

聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚微凝胶与Tb(Ⅲ)相互作用的研究

聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶是一类具有独特的温度响应性,即具有最低临界溶解温度(LCST)的高分子化合物,由于具有了LCST性能,当PNIPAM微凝胶受热时,在较窄的温度范围内,溶胀于微凝胶内的溶剂被挤出,从而导致微凝胶的粒子尺寸、粒子形态、亲水性、胶体稳定性以及微凝胶分散液的粘度、电泳流动性发生较大改变的现象。     

磁性Fe_3O_4@PS@PAMAM-Ag复合催化粒子的制备及其可再生催化性能(英文)

采用聚苯乙烯(PS)包裹Fe3O4磁性纳米粒子,制得Fe3O4@PS复合微球,以此作为磁性载体,通过微球表面的羧基将聚酰胺-胺类树形大分子(PAMAM)连接到磁性载体上,然后使Ag纳米粒子镶嵌在树形分子层中,制得可再生的金属复合催化粒子Fe3O4@PS@PAMAM-Ag.并采用红外光谱、扫描电镜、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和X射线光电子能谱等方法对复合催化粒子进行了表征,结果表明,树形分子可以较好地分散和稳定金属Ag纳米粒子,所制复合催化粒子表面Ag含量为1.64%,具有较高的催化还原对硝基苯酚的活性.同时,利用外加磁场可以方便快捷地从反应体系中分离出来,继续用于下一次反应中,复合催化粒子循环使用6次后,仍保持完全的催化性能.     

水凝胶/金属纳米粒子复合物的制备及其在催化反应中的应用

金属纳米粒子的表面效应使其在有机催化方面具有广阔的应用前景,但由于金属纳米粒子易团聚而降低了其催化活性,解决金属纳米粒子的团聚问题具有重要的实际意义。水凝胶具有三维网状结构和大量的功能基团,可用于金属纳米粒子催化剂的制备,有利于金属纳米粒子的分散与固定以及提高金属粒子的回收率与重复使用性。本文主要综述了水凝胶（天然水凝胶与合成水凝胶）负载金属纳米粒子复合物的制备及其催化性能的研究,对影响复合催化剂性能的因素进行总结,最后对其存在的问题和将来可能的发展方向进行展望。     

聚苯乙烯/银纳米粒子复合微球的合成及催化性能

首先通过乳液聚合和浓硫酸酸化制备表面富含磺酸根的磺化聚苯乙烯(PS)微球(直径532 nm),再用其静电吸附[Ag(NH_3)_2]~+离子,最后采用聚乙烯吡咯烷酮还原表面吸附的[Ag(NH_3)_2]~+离子,得到了负载银纳米粒子的PS/AgNPs复合微球.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见光谱、红外光谱和X射线衍射表征了PS/AgNPs复合微球,并考察了其对甲基蓝(MB)的催化性能.结果表明,Ag纳米粒子高度分散在磺化PS微球表面;该PS/AgNPs复合微球对催化转化MB有较高的催化活性,并可多次重复利用.本研究在催化降解有机污染物方面有一定的实用价值.     

基于温敏水凝胶的可调胶体晶体制备

基于单分散胶体粒子悬浊液在温敏水凝胶表面可以形成湿润型胶体晶体的现象, 利用温敏水凝胶对水的控释作用制备了温度敏感的可调制胶体晶体. 在室温下利用提拉法在温敏水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)表面制备湿润型胶体晶体膜. 由于胶体粒子的有序排列, 胶体晶体显示出一个尖锐的反射峰. 当温度上升到34 ℃以上时, 由于PNIPAAm水凝胶中的水被释放, 导致胶体晶体中粒子浓度降低, 粒子间距增加; 反射峰发生红移. 这些特性可以通过温度变化进行调制.     

负载纳米银复合微球制备及其催化性能

以具有温度和pH双重敏感性能的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚丙烯酸(AA) P(NIPAM-co-AA)高分子微凝胶为模板, 以乙醇为还原剂, 原位还原得到负载纳米银的微米尺度Ag/P(NIPAM-co-AA)复合微凝胶材料. 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等对复合材料的形貌、组成和催化性能进行表征. 研究结果表明, Ag/P(NIPAM-co-AA)复合微球具有均一的表面结构, 微凝胶的限域作用显著提高了纳米银的分散性和稳定性. 另外, Ag/P(NIPAM-co-AA)复合微球对对硝基苯酚(4-NP)的还原具有较好的催化活性, 且其催化活性与微凝胶网络结构的溶胀、收缩行为有一定关系, 即模板微凝胶的温敏特性可以实现对对硝基苯酚催化反应活性的调控作用.     

无皂种子分散聚合法制备单分散双重响应性微凝胶

以N-异丙基丙烯酰胺及2-乙烯基吡啶为主要单体, 采用无皂种子分散聚合法制备了单分散的、具有温度及pH双重响应性能的核-壳结构微凝胶, 并以扫描电镜及动态激光光散射等手段对微凝胶粒子的结构和性能进行了研究. 溶胀行为研究表明, 微凝胶粒子具有独立的互不干扰的温度及pH敏感性能, 其体积相变温度与纯聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)凝胶基本一致, 说明局部分布的弱电离单体不会对PNIPAM凝胶的体积相变温度造成影响.     

金纳米粒子比色测定细胞色素c构象变化

金纳米粒子(AuNPs)的颜色会随着细胞色素c(Cytc)构象变化而发生较大的变化,作者在改变原测定流程的基础上利用这种有规律的变化研究和测定了H+和L-半胱氨酸(L-Cys)对Cytc的构象变化.实验中分别加入pH=1-13的Cytc,可以使AuNPs显示青、蓝、紫、红等明显不同的颜色,从而可以利用AuNPs比色快速测定不同pH值的Cytc构象变化.在pH=7时,当附加L-Cys浓度从低浓度变化到高浓度时,AuNPs颜色逐渐从紫色变化到蓝色、青色,从而实现利用AuNPs比色测定由L-Cys所引起Cytc构象变化.圆二色(CD)光谱证实了pH=1-13和不同浓度L-Cys下的Cytc构象变化.借助紫外-可见吸收光谱和扫描电子显微镜(SEM)进一步明确了加入Cytc后AuNPs的不同聚集状态与其颜色变化的关系.     

核壳型Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米粒子表面超支化聚乙烯共价接枝研究

报道了一种利用超支化聚乙烯(HBPE)对磁性纳米粒子表面进行共价修饰的方法.首先通过反相微乳液法合成表面包覆Si O2的磁性Fe3O4纳米粒子(Fe3O4@Si O2,简记为FS),并利用偶联剂3-丙烯酰基氧基丙基三氯硅烷对其进行改性,然后与α-二亚胺钯催化剂(Pd-diimine,1)反应,获得磁性粒子共价负载型催化剂(FS-Pd);进一步以所得催化剂在0.1 MPa和15℃下催化乙烯聚合,获得一系列表面HBPE共价接枝的磁性复合粒子(FS-HBPE).通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氢核磁共振波谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等技术对所得磁性复合粒子的结构和形貌进行了表征,并对其磁性能进行了评价.结果表明:通过表面引发/催化的链"行走"乙烯聚合,可成功实现HBPE在磁性纳米粒子表面共价接枝,通过聚合时间的改变,可对表面HBPE接枝率进行有效调控;所得FS-HBPE复合粒子呈超顺磁特征,借助HBPE的作用,可稳定分散于多个有机溶剂中,同时可实现快速磁控分离.基于上述优点,所得FS-HBPE磁性复合粒子可望用作贵金属催化剂载体,在相关有机反应中获得应用.     

双敏性微凝胶的絮凝及聚沉行为

用沉降聚合法制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸)微凝胶, 并用NMR, DLS分析测定了微凝胶结构及凝胶颗粒在不同离子强度下粒径和表面电势的变化. 25 ℃时在pH＝7的溶液中Zeta电位为－18 mV, 随离子强度增加, 逐渐减小. 当NaCl浓度达0.2 mol/L时基本不变, 表明微凝胶表面电荷受到屏蔽, 浓度继续增加主要使凝胶颗粒收缩. 加热引起微凝胶收缩, 颗粒表面电荷密度增大, Zeta电位增大. 在0.2 mol/L NaCl溶液中, 41 ℃时微凝胶的Zeta电位可达－12.4 mV, 使微凝胶稳定. 较高离子强度时, Zeta电位随温度升高发生突变, 微凝胶表面几乎为中性, 其突变温度与临界絮凝温度(CFT)相当. CFT随离子强度增加向低温迁移, 微凝胶聚集速率在高温时比低温时快.     

结构型载体负载纳米银合成及催化性能

通过两步聚合法合成具有温度敏感性能的核-壳型聚(苯乙烯-N-异丙基丙烯酰胺)/N-异丙基丙烯酰胺共聚3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(P(St-NIPAM)/P(NIPAM-co-MPTMS))复合微凝胶材料.以经3-巯丙基-三甲氧基硅烷(MPS)表面修饰的复合微凝胶为载体,乙醇为还原剂,在温和条件下控制性还原制备纳米银微粒.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、X-射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)仪、热分析(TGA)和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等手段对P(St-NIPAM)/P(NIPAM-co-MPTMS)-(SH)Ag复合微凝胶的结构、组成和性质进行表征.同时,以硼氢化钠还原对硝基苯酚为模型反应,对该复合材料催化还原性能进行了评价.结果表明,载体含有巯基的有机-无机杂化网络结构的限域作用使原位合成的纳米银微粒的分散性较好.载体微凝胶壳层链节中无机组分MPTMS的引入在一定程度上降低了复合凝胶温敏性,但复合凝胶仍表现出催化还原反应的温敏性调控和良好的催化活性.以上实验结果与温敏性PNIPAM链节被无机网络分隔而有利于反应传质及壳层巯基对原位纳米银形成尺寸和空间分布的有效控制有关.本研究对功能性金属纳米催化复合材料的研究具有积极借鉴意义.     

聚离子液负载金纳米粒子水凝胶的制备及阴离子响应性

通过咪唑基离子液单体与二乙烯苯的自由基聚合制备了聚离子液水凝胶,并通过一步还原得到了离子液水凝胶负载金纳米粒子的复合材料。用UV-Vis光谱和透射电子显微镜研究了金纳米粒子在离子液水凝胶内部的分散状态及阴离子响应性聚集。结果表明,由于空间位阻和静电作用,制得的金纳米粒子的表面等离子共振吸收峰为527 nm,在离子液水凝胶中呈均匀分散的球形(2～5 nm);在PF6-阴离子的作用下,形成了疏水性水凝胶,使凝胶收缩,凝胶内部的金纳米粒子发生聚集,其吸收峰红移到532 nm,初步证实了此水凝胶具有阴离子响应性。     

磁场-温度双重响应性复合微球的制备与表征

采用部分还原共沉淀法制备了尺寸约为10 nm的Fe₃O₄磁性纳米粒子, 并用油酸对其进行表面改性, 通过无皂乳液聚合的方法将Fe₃O₄与温敏性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺共聚物(PNIPAAm-co-Am)复合, 获得了具有磁场和温度双重响应的复合微球. 采用TEM, FTIR和XRD等方法研究了复合微球的结构与形貌, 分别采用动态激光光散射(DLS)和振动样品磁强计(VSM)表征了复合微球的温度响应性和磁场响应性. 结果表明, 所制备的Fe₃O₄/(PNIPAAm-co-Am)复合微球具有核壳结构, 尺寸约为100 nm, 该微球具有良好的磁响应性和温度响应性, 其最低临界溶解温度(LCST)约为40 ℃.     

用辛烷基硫醇单层保护Au纳米粒子制备CO氧化催化剂Au/γ-Al2O3

采用两相法合成出含活性组分Au的辛烷基硫醇单层保护Au纳米粒子(C8AuNPs)的正己烷溶胶, 用“逐次浸润”法将C8AuNPs负载在γ-Al2O3上, 经真空干燥及活化处理制得Au/γ-Al2O3催化剂. 所制得的Au催化剂前体C8AuNPs/γ-Al2O3表面Au粒子平均粒径可控制在2-3 nm范围内, 且分布比较单一; 催化剂活性评价600 h后, 其表面Au的粒径仍主要分布在2-4 nm范围内; 真空干燥温度影响Au催化剂的粒子尺寸和催化活性, 随着真空干燥温度的提高, Au纳米粒子的粒径增大. 将所制备的催化剂用于低温CO氧化反应, 催化活性评价结果表明, 经25 ℃真空干燥制得的2.5%(质量分数, w)Au/γ-Al2O3具有较高的活性和长期稳定性, 其催化CO完全转化的最低温度为-19 ℃, 在15 ℃下CO完全转化时Au/γ-Al2O3的单程寿命至少900 h; 4.0%(w) Au/γ-Al2O3在15 ℃和进料中含水条件下对CO完全氧化的单程寿命不低于2000 h, 可见催化剂具有强的抗潮湿中毒特性. 综合上述实验结果, 讨论了影响Au/γ-Al2O3催化剂活性的可能因素.     

用金纳米粒子修饰硅纳米线及复合结构的光谱性质研究

在溶液中以正己硫醇作稳定剂, 利用HAuCl4与HF处理后的硅纳米线(SiNWs)的氧化还原反应, 在SiNWs表面负载金纳米粒子(AuNPs). 通过调整HAuCl4的浓度, 得到了AuNPs粒径从3.2到7.0 nm的AuNPs/SiNWs复合结构, 并对这种复合结构进行了紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究. 紫外-可见吸收光谱研究表明, 负载不同粒径的AuNPs的SiNWs在530～580 nm间有明显的由AuNPs表面等离子体共振引起的吸收, 且随着AuNPs粒径的增加, 该吸收峰发生红移. 负载前后的荧光光谱表明, 在红光和绿光区负载AuNPs的SiNWs的荧光峰与HF处理后SiNWs的荧光峰峰形相当, 峰位变化不大; 但在蓝光区, 不同于HF处理前后SiNWs的发射峰(464 nm左右), 负载了AuNPs的SiNWs在423 nm的位置处出现了强荧光峰, 这个峰是AuNPs费米能级的电子与sp或d带的空穴辐射复合产生的.     

甲烷氧化偶联纳米SrTiO3催化剂的原位ESR和TPSR表征

采用溶胶-凝胶法制备了纳米钙钛矿型复合氧化物SrTiO3催化剂,并用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、原位电子自旋共振和程序升温表面反应等技术对催化剂进行了表征,测定了催化剂对甲烷氧化偶联(OCM)反应的催化性能.结果表明,与相同组成的常规SrTiO3催化剂相比,纳米SrTiO3催化剂具有较好的低温(～650℃)催化性能.通过增大Sr/Ti比可进一步优化纳米SrTiO3的催化性能.纳米SrTiO3催化剂表面的吸附氧物种和F中心均具有活化及催化甲烷分子生成C2烃产物的活性,但吸附氧物种易使OCM反应中间体和产物深度氧化,而F中心具有低温活化甲烷分子及高选择性生成C2烃产物的特性.纳米氧化物粒子因表面原子配位不饱和(配位数低),其表面存在较多的F中心。