自组装铝/氧化铜和铝/氧化铁及其性能评估

本文分别采用模板法制备氧化铜纳米花, 水热法制备氧化铁纳米环, 并自组装制备了铝-氧化铜和铝-氧化铁2种铝热剂。自组装增大了异相材料之间的接触, 分别使得铝-氧化铜的反应放热量和压力由523 J·g^-1、1 858 kPa增加至1 069 J·g^-1、 4 389 kPa;铝-氧化铁的反应放热量和压力由1 448 J·g^-1、749 kPa增加至2 039 J·g^-1、2 280 kPa。两种铝热剂的放热量和压力差别较大, 且铝-氧化铜的静电感度高于大多数含能材料, 铝-氧化铁的撞击感度特别低, 显示出不同的应用特点。     

石墨烯量子点自组装制备硅基亚稳态分子间复合物及其放热性能研究

亚稳态分子间复合物因其具有较高的能量密度在军事与民用领域受到广泛应用.本文作者利用石墨烯量子点(graphene quantum dots, GQDs)作为自组装媒介制备Si/GQDs/Fe_2O_3纳米复合物,并研究了所制备复合物的形貌与放热性能,同时讨论了不同分散剂对所制备的复合物形貌与放热量的影响.结果显示,以水/异丙醇混合物作为分散剂并通过GQDs自组装制备的亚稳态分子间复合物放热量达到1 817.5 J/g.对比发现Si与Fe_2O_3纳米颗粒在水/异丙醇混合物中良好的分散性与二者表面通过GQDs构建的紧密接触是实现放热量提高的主要原因.     

双亲性无规共聚物自组装胶束结构及其乳化性能

以不同交联度、溶胀程度的双亲无规共聚物聚[(苯乙烯-alt-马来酸酐)-co-(7-对乙烯基苄氧基-4-甲基香豆素-alt-马来酸酐)](PSMVM)胶束作为聚合物胶束乳化剂稳定甲苯/水体系, 重点研究光交联度对胶束结构及其乳化性能的影响. 结果表明, 胶束交联度、溶胀度和荷电性对胶束结构及乳化性能有较大影响.     

HA/PDM自组装复合胶体粒子及其乳化性能

以阴离子天然大分子透明质酸(HA)和阳离子单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)组成带相反电荷的聚合物/单体复合体系, DM通过水相原位聚合可制备荷正电的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDM), PDM与HA间的静电作用可诱导两者在水溶液中进行自组装, 得到HA/PDM复合胶体粒子. 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪对HA/PDM复合物结构进行了表征. 用动态激光光散射(DLS)研究了HA与PDM复合体系在水溶液中的自组装行为, 并表征了反应时间对HA/PDM复合胶体粒子粒径的影响. 利用透射电镜(TEM)表征了胶体粒子的形貌. 考察了溶液pH 对胶体粒子粒径及zeta 电位的影响, 并对胶体粒子的乳化性能进行初步探索. 结果表明:DM单体聚合前, 无HA/DM复合物聚集体形成; 而随着DM的逐步聚合, HA与PDM可通过静电作用逐渐组装形成球状HA/PDM复合胶体粒子, 其粒径随反应时间延长逐渐减小并趋于稳定. 同时, 该复合胶体粒子具有pH敏感性和乳化性, 乳化性能较纯HA和PDM有较大提高.     

氧化铜纳米片及其自组装球状纳米结构的制备及催化作用

氧化铜具有独特的光电和光化学性能,可被用来制作太阳能电池或高能锂电池~([1,2]).纳米氧化铜还可以作为催化剂、载体以及电极活性材料等~([3-7]).在实际应用中,纳米材料的结构和形貌对其性能有很大影响.     

环二肽的自组装及其荧光性能

环二肽由两个氨基酸通过肽键环合形成,在氢键相互作用驱动下具有较强的自组装倾向.本工作研究了c-SF,c-SY,c-SH及c-DF等四种环二肽的自组装行为和组装体的荧光特性.实验结果表明,c-SH为无规卷曲而其他三种环二肽均采取β-sheet二级结构,且除c-SH未形成明显组装体外,其他三种环二肽均形成不同尺寸的纳米纤维.荧光光谱检测发现环二肽在不同波长的激发下存在多个不同的荧光发射峰;对于c-SH,侧链咪唑基官能团与Zn（II）配位可以增大荧光发射的强度;对于c-SY,侧链酚羟基的氧化也可以增强荧光强度.推测在氢键作用的驱动下环二肽分子可以逐个堆叠形成纳米纤维,自组装导致的分子聚集和分子的侧链结构均可使环二肽具有可调变的荧光性能.     

石墨烯/三聚氰胺甲醛树脂的层状自组装及性能

以三聚氰胺(MA)和甲醛为原料,添加氧化石墨烯(GO),通过原位聚合法制备了环境友好的石墨烯/三聚氰胺甲醛树脂(GE/MF)纳米导电复合材料.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X-射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析了复合材料的结构和形貌.通过高阻仪和热重分析仪研究了石墨烯对三聚氰胺甲醛树脂导电性和热稳定性的影响,并检测了其甲醛含量.结果表明,超声剥离之后的GO与三聚氰胺甲醛树脂自组装形成了"三明治"夹层结构的复合材料,在GO被还原成GE的同时,大大降低了产品中游离甲醛含量,提高了复合材料的导电性和热稳定性.     

壳聚糖氧化自组装膜的制备及其性能

由高碘酸钠和壳聚糖溶液反应,成功制备出壳聚糖氧化自组装膜。采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射法对氧化自组装膜进行了结构表征,并对膜的吸水率及其力学性能进行了测试。当壳聚糖为3 g,而高碘酸钠加入量等于0.010 g时,得到壳聚糖氧化自组装膜的最佳的抗张强度,干膜为54.32 MPa,湿膜为29.11 MPa,相对壳聚糖膜分别提高了17.52%和26.78%;并且得到了最佳的阻水性,其吸水率为78.51%,相对于壳聚糖膜降低了6.88%。     

光敏共聚物P(St/VM-co-MA)自组装胶体粒子及其性能

以苯乙烯类光敏单体7-(4-乙烯基苄氧基)-4-甲基香豆素(VM)、苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)为共聚单体,采用自由基聚合法制备了光敏性双亲共聚物P(St/VM-co-MA).在选择性溶剂(N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/H2O)中对P(St/VM-co-MA)进行自组装,用透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表征了自组装胶体粒子的形态、粒径大小及其分布.利用紫外光照使胶体粒子中香豆素基元发生光二聚反应,形成交联胶体粒子,并用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)跟踪其交联过程.用DLS研究了交联和未经交联胶体粒子的粒径和结构稳定性,用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)和光学显微镜考察了胶体粒子的乳化、包覆性能.结果表明:交联和未经交联胶体粒子均具有乳化性,且在乳化过程中可实现对油溶性染料的包覆.胶体粒子交联后,粒径有所减小,结构稳定性、乳化性能、包覆性能均有所提高.     

荧光性自组装双层膜的制备及其性能研究

借助Au-S化学键的作用,在金基底上组装DL-半胱氨酸,利用DL-半胱氨酸与1-萘胺乙酸(NAA)的静电吸引作用在金表面间接组装荧光试剂NAA,从而构建了双层自组装膜NAA/Cys/Au.该自组装膜有较强的荧光信号,能被Cu²⁺猝灭,并具有较好的可逆再生性能,可用于超痕量铜离子的界面荧光测定,对Cu²⁺的检出下限为7.87×10^-11mol/L.同时采用电化学、荧光光谱及电子能谱等方法表征自组装膜的结构,并采用电化学阻抗谱技术和循环伏安法研究自组装膜在K₃[Fe(CN)₆]/K₄[Fe(CN)₆]溶液中的电化学行为研究.结果表明,金表面组装的单层膜具有良好的“针孔”效应,组装上荧光试剂之后形成的无“针孔”缺陷的自组装双层膜对溶液与基底间的界面电子转移有强烈的阻碍作用.     

球形纳米Fe3O4的制备及超级电容性能研究

采用双氧水氧化水热法制备Fe₃O₄,通过IR、XRD和SEM对样品的结构和性能进行表征。结果表明,产物为形貌规整的球形,平均粒径为25 nm。通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等方法研究Fe₃O₄电极的电容性能。电化学测试表明,在1 mol·L^-1 Na₂SO₃溶液中,-1.2～0.2 V(vs SCE)电位范围内,Fe₃O相似文献   

碳纳米管负载的Fe2O3催化剂制备

Carbon nanotubes were modified by FeSO₄-H₂O₂ system, iron hydroxides were adsorbed on the wall of carbon nanotubes simultaneously. These precursors were treated at 723K for 2 h under hydrogen, nitrogen and air atmosphere to prepare carbon nanotubes supported γ-Fe₂O₃catalyst, γ-Fe₂O₃and α-Fe₂O₃compound catalyst and amorphous Fe₂O₃catalyst, respectively. This is green method to prepare high Fe₂O₃loading (≥50 %) catalyst without adding other cation. The different structures Fe₂O₃catalysts can be synthesized by controlling the condition of thermal treatment to content active phase requirements for different catalytic reactions. The paper presents a new method to prepare carbon nanotubes supported catalysts.     

超级铝热剂Al/Fe2O3的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

采用水热法制备了中空短棒状纳米Fe2O3,并用超声分散法将其与纳米Al颗粒复合为单金属氧化基超级铝热剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对样品进行表征.并运用差示扫描量热法(DSC)对比研究了超级铝热剂Al/Fe2O3、Al粉和纳米Fe2O3对环三亚甲基三硝胺(RDX)热分解特性的影响.结果表明:超级铝热剂的加入改变了RDX的热分解过程,并加剧了RDX的二次气相反应;随着超级铝热剂含量的增加,RDX的分解峰峰形发生了明显的改变;Al/Fe2O3、Al粉和Fe2O3对RDX热分解的作用主要表现为二次分解峰逐渐明显且峰温降低.     

核-隔层-壳结构Fe3O4@MoO3@mSiO2纳米载体的合成及其药物可控释放

利用加热均匀、迅速、热平稳性好和安全性高的微波热响应来实现药物的微波可控释放。引入具有微波热响应性质、热稳定性和化学稳定性好的MoO₃作为微波吸收物质,制备了核-隔层-壳结构Fe₃O₄@MoO₃@mSiO₂纳米药物载体。研究该纳米载体对药物布洛芬（IBU）的负载和微波响应可控释放过程。该纳米载体具有高的比表面积（222 cm²·g^-1）和较大的孔隙体积（0.14 cm³· g^-1）可用来负载药物。同时还具有较好的磁响应性,可实现药物的靶向给药,具有相对好的微波热响应性,可通过MoO₃中间层吸收微波辐射实现药物的可控释放。结果表明,在持续微波辐射360 min时IBU的释放率达到86%,远远高于仅搅拌时的释放率。     

核-隔层-壳结构Fe3O4@MoO3@mSiO2纳米载体的合成及其药物可控释放

利用加热均匀、迅速、热平稳性好和安全性高的微波热响应来实现药物的微波可控释放。引入具有微波热响应性质、热稳定性和化学稳定性好的Mo O3作为微波吸收物质,制备了核-隔层-壳结构Fe_3O_4@MoO_3@mSiO_2纳米药物载体。研究该纳米载体对药物布洛芬(IBU)的负载和微波响应可控释放过程。该纳米载体具有高的比表面积(222 cm2·g-1)和较大的孔隙体积(0.14 cm3·g-1)可用来负载药物。同时还具有较好的磁响应性,可实现药物的靶向给药,具有相对好的微波热响应性,可通过MoO_3中间层吸收微波辐射实现药物的可控释放。结果表明,在持续微波辐射360 min时IBU的释放率达到86%,远远高于仅搅拌时的释放率。     

单分散Fe_3O_4亚微米球的合成与表征

采用溶剂热法制备出具有尺寸可调、分散性好、亲水性和超顺磁性的亚微米Fe3O4磁球,并考察了不同表面活性剂、反应时间和反应温度的影响。分别采用XRD、FE-SEM、FTIR、超导量子干涉仪(SQUID)对其结构、形貌、表面性质及磁性进行了表征。结果表明,产物为立方结构、具有单分散性的Fe3O4亚微米球,粒径在140~360nm可调。所得Fe3O4亚微米球在室温条件下的磁滞回线表现出超顺磁性,矫顽力为零。不同表面活性剂对粒径大小和磁饱和强度有一定的影响,但对其形貌和晶相结构无影响。随着反应时间的延长和反应温度的提高,颗粒粒径有逐渐减小的趋势。     

钛铁矿制备二氧化钛-四氧化三铁复合材料及其光催化应用

TiO_2因具有多种优异的特性被广泛应用在半导体光催化领域,但是纳米结构的TiO_2颗粒细微,在进行光催化反应之后,难以回收再利用。本文以廉价钛铁矿为原料制备光催化剂TiO_2,同时利用副产物铁合成Fe_3O_4,并采用简单温和的浸渍法制备Fe_3O_4/TiO_2磁性复合材料。通过XRD、FT-IR、SEM、EDS等手段对材料形态结构进行表征分析,并以光降解有机污染物若丹明B为探针反应,考察其光催化性能。结果表明,质量比为1∶10的Fe_3O_4/TiO_2复合材料结构稳定、分散均匀,具有最优的光催化活性(波长356nm下反应3h,若丹明B降解率达到64.0%),并表现出良好的重复性。同时,动力学结果显示降解符合一级反应动力学。     

Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的制备及其光催化性能

在钛基体上采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列,采用化学浴方法在TiO2纳米管阵列上修饰了Fe2O3纳米颗粒。利用扫描电镜、X射线衍射和紫外可见漫反射光谱等手段对材料进行了表征,同时测试了材料的光电化学性能及其光催化降解亚甲基蓝染料废水的性能。结果表明,Fe2O3纳米颗粒的修饰将TiO2纳米管阵列的光响应拓宽至可见光区域,提高了光电流,Fe2O3/TiO2纳米管阵列的光电流是未修饰的TiO2纳米管阵列的9倍。而在光催化反应中,亚甲基蓝最高降解率可达80%,比未修饰的TiO2纳米管阵列高出30%。     

Synthesis and characterization of Fe2O3/SiO2 nanocomposites

Fe₂O₃/SiO₂ nanocomposites based on fumed silica A-300 (S_BET = 337 m²/g) with iron oxide deposits at different content were synthesized using Fe(III) acetylacetonate (Fe(acac)₃) dissolved in isopropyl alcohol or carbon tetrachloride for impregnation of the nanosilica powder at different amounts of Fe(acac)₃ then oxidized in air at 400–900 °C. Samples with Fe(acac)₃ adsorbed onto nanosilica and samples with Fe₂O₃/SiO₂ including 6–17 wt% of Fe₂O₃ were investigated using XRD, XPS, TG/DTA, TPD MS, FTIR, AFM, nitrogen adsorption, Mössbauer spectroscopy, and quantum chemistry methods. The structural characteristics and phase composition of Fe₂O₃ deposits depend on reaction conditions, solvent type, content of grafted iron oxide, and post-reaction treatments. The iron oxide deposits on A-300 (impregnated by the Fe(acac)₃ solution in isopropanol) treated at 500–600 °C include several phases characterized by different nanoparticle size distributions; however, in the case of impregnation of A-300 by the Fe(acac)₃ solution in carbon tetrachloride only α-Fe₂O₃ phase is formed in addition to amorphous Fe₂O₃. The Fe₂O₃/SiO₂ materials remain loose (similar to the A-300 matrix) at the bulk density of 0.12–0.15 g/cm³ and S_BET = 265–310 m²/g.