石墨烯空心微球制备方法的研究进展

石墨烯被认为是一种颇具潜力的新型材料,具有优异的导电性能、力学性能以及大的比表面积,但石墨烯极易因为片层间的分子间作用力以及π-π作用而发生堆叠团聚。 构筑三维空心微球结构不仅能够有效阻止石墨烯片团聚,从而保证大的比表面积与优异的性质,还具有结构规整、尺寸可调的独特优势。 本文对近年来石墨烯空心微球的制备方法进行了阐述,主要按照模板法与无模板法两大类进行了整理与分析,又将模板法分为硬模板法与软模板法两类来叙述,对石墨烯空心微球的制备过程中应用到的多种技术进行了介绍与举例,并分别对硬模板法、软模板法、无模板法各自的优缺点进行了分析与总结。     

复合乳化剂微乳液法制备聚苯胺及其电化学性能

采用复合乳化剂微乳液法合成了导电聚苯胺(PANI),以碳纸负载PANI为工作电极,考察了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚乙二醇辛基苯基醚(TX-100)的配比及其复合乳化剂(E)和氧化剂(APS)用量对复合乳化剂微乳液法合成PANI电化学性能(循环伏安、塔费尔)的影响;通过对产物电导率和产率的对比分析,印证了PANI电化学性能表征结果的有效性。结果表明：当SDBS与TX-100的质量比为1/2,E与苯胺(An)单体的质量比为5/3,APS与An的摩尔比为1.2时,PANI的各项性能指标达到最好,且产物的循环伏安峰电流、腐蚀电位和电导率均高于单组分乳化剂SDBS或TX-100微乳液法制备的PANI。     

单分散聚合物微球稳定Pickering乳液法制备大粒径微胶囊相变材料

采用二步加料的分散聚合法制备单分散聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球,并使其水解,得到水包油(O/W)型Pickering乳液稳定剂.在Pickering乳液聚合过程中,利用相分离机制,形成了聚苯乙烯(PSt)和PGMA复合为整体囊壳的微胶囊相变材料.微胶囊平均粒径达76μm,囊芯含量高达83%,相变焓达到174 J/g,具有很高的储热容量.     

空心微球聚苯胺二次锂氧电池正极材料研究

以铁氰化钾为氧化剂,在水溶液中引发苯胺单体聚合生成具有较高电导率的空心微球结构的聚苯胺.电化学测试结果表明,这种廉价易得的高分子材料能够作为锂氧电池的正极材料独立高效地催化电池反应的发生.在首次充放电过程中,该正极材料的能量密度能够达到2631 mAh/g PANI,是常规非空心聚苯胺材料的2倍左右,而在最初的5次循环过程中发生了较明显的能量密度衰减之后,其在后续的25次充放电循环过程中保持了较为理想的循环稳定性,能量密度仅衰减了5%左右.该空心微球聚苯胺材料具有较高的能量密度和较好的循环稳定性.     

聚苯胺纳米刺/掺氮空心碳球复合材料的制备及电容性能

以掺氮空心碳球（N-HCS）为骨架,通过化学氧化聚合法制备了聚苯胺纳米刺/掺氮空心碳球复合材料（PANI/N-HCS）,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱仪等对样品的形貌、结构等进行了表征. 采用循环伏安、计时电位和交流阻抗等方法在1 mol/L H₂SO₄水溶液中考察了材料的电化学性能. 结果表明,PANI/N-HCS具有良好的电化学性能,在0.5 A/g电流密度下,PANI/N-HCS的比电容达346 F/g;当电流密度为20 A/g时,PANI/N-HCS比电容值为228 F/g,电容保持率为66%;在5 A/g电流密度下,经1000次充放电循环后,电容保持率为76%.     

Pickering乳液聚合制备核-壳结构PS-SiO2复合微球

用二氯二甲基硅烷对纳米SiO2粒子进行疏水改性,当其表面Zeta电位由-54.8 mV变成-25.8 mV时,SiO2粒子就能在苯乙烯-水界面自组装,形成稳定的Pickering乳液,即以胶体粒子为乳化剂的乳液.利用Pickering乳液聚合制备了以聚苯乙烯(PS)为核、纳米SiO2为壳的PS-SiO2复合微球.用FT-IR、XPS、SEM、偏光显微镜等对复合微球进行了表征.结果表明:复合微球由聚苯乙烯和纳米二氧化硅粒子组成,二氧化硅粒子以单层、六方密排的方式分布在聚苯乙烯微球表面.     

溶剂热法制备硫化镍空心微球

以醋酸镍和硫代乙酰胺为原料, 乙醇为溶剂, 在150 ℃的溶剂热条件下制备了硫化镍空心微球, 并用XRD, TEM, SAED和SEM对产物进行了表征. 结果显示, 这些空心微球由β-NiS和α-NiS组成, 从反应开始得到的α-NiS实心球通过内核的消溶演变而成.     

石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能

以苯胺和氧化石墨烯(GO)为原料, 采用电化学方法制备了石墨烯/聚苯胺(GP)复合材料. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱分析(XPS)对其结构、微观形貌进行了表征,并对复合材料电化学性能进行了测试. 结果表明, 复合材料保持了石墨烯的基本形貌, 聚苯胺颗粒均匀地分散在石墨烯表面, 复合材料在500 mA·g^-1的电流密度下比电容达到352 F·g^-1, 1000 mA·g^-1下比电容为315 F·g^-1, 经过1000 次的充放电循环后容量保持率达到90%, 远大于石墨烯和聚苯胺单体的比电容. 复合材料放电效率高, 电解质离子易于在电极中扩散和迁移.     

紫外光引发Pickering乳液聚合制备中空复合微球的研究

用光引发剂2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(IHT-PI 659)对纳米SiO₂表面进行接枝使之兼具两亲性及光引发特性|以该功能性纳米SiO₂为稳定剂构筑O/W(水包油)型Pickering乳液|用紫外光引发处于内油相的甲基丙烯酸甲酯单体聚合, 制备出具有中空结构的SiO₂/PMMA复合微球, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析仪(TGA)、透射电镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)对复合微球进行了表征, 并提出了紫外光引发Pickering乳液聚合制备中空复合微球的机理.     

石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及在超级电容器中的应用

本研究以低成本、易规模化的亲水性石墨烯/氧化石墨烯为前驱体,通过原位聚合的方法制备石墨烯/氧化石墨烯/聚苯胺复合材料,经过化学还原后制备得到石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外变化光谱仪(FT-IR)对制备的材料进行了结构和形貌的表征.运用循环伏安法...     

纳米玉米醇溶蛋白微球稳定的O/W型Pickering乳液

利用相分离工艺制备玉米醇溶蛋白(zein)纳米微球,微球粒径可控制在40 nm左右;经旋转蒸发制得zein溶胶体系,zein溶胶具有明显的丁达尔现象,静置数月不聚沉,Zeta电位法测得zein微球在pH值为4.0时分散性能最佳。 以纳米zein微球为固相稳定剂制备O/W型Pickering乳液,考察了zein胶体加入量、油水体积比等因素对乳液稳定性的影响。 实验结果表明,zein胶体加入量的质量分数控制为0.4%,高油水体积比将有利于Pickering乳液的长时间稳定。 基于zein分子的两亲结构和界面组装特点,提出了zein微球稳定Pickering乳液的作用机制。     

光交联Pickering乳液中的粒子稳定剂制备胶体体微胶囊

研究了光敏性聚合物刷修饰二氧化硅纳米粒子的制备及其乳化行为, 提供了一种制备新颖“胶体体”微胶囊的方法. 首先, 在二氧化硅纳米粒子表面引入原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂分子, 通过表面引发ATRP得到含有香豆素侧基聚合物刷光敏性的纳米二氧化硅粒子(SiO₂-PMMA-PCMA); 然后, 以该粒子为乳化剂制备油包水型的皮克林乳液; 最后, 在紫外光的照射下引发香豆素侧基的交联反应从而得到“胶体体”微胶囊. 结果表明, 香豆素单体7-(2-甲基丙烯酰乙氧基)-4-甲基香豆素(CMA)和SiO₂-PMMA-PCMA在紫外光作用下都可以发生交联反应, 以SiO₂-PMMA- PCMA纳米粒子作乳化剂可以制备稳定的皮克林乳液, 光交联后得到的“胶体体”微胶囊的平均粒径约为170 μm.     

碳空心球/硫复合材料制备和电化学性能研究

采用PMMA为模板制备碳空心球材料,并以碳空心球材料为导电骨架与硫材料复合制得碳空心球/硫复合材料. SEM和TEM照片显示,硫材料能均匀地填充在碳空心球的孔道和腔体内部. 采用恒电流充放电测试碳空心球/硫复合电极的电化学性能. 结果表明,在100 mA·g^-1、500 mA·g^-1、1 A·g^-1、2 A·g^-1 和5 A·g^-1电流密度下,碳空心球/硫复合电极可逆放电容量分别为1145 mAh·g^-1、824 mAh·g^-1、702 mAh·g^-1、586 mAh·g^-1和395 mAh·g^-1,呈现出较优异的倍率循环寿命.     

不同形态双金属氢氧化物颗粒水分散体系及其稳定的Pickering乳液

采用共沉淀法制备了3种形态的MgAl双金属氢氧化物颗粒的水分散体系, 并以其为乳化剂制备了Pickering乳液. 比较了3种颗粒的分散体系及其稳定的Pickering乳液的性质. X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征结果表明, 低结晶度的颗粒以形状不规则、 结构疏松、 表面粗糙的絮状体形式分散于水中, 且颗粒尺寸随高速搅拌分散时间的延长而减小; 而良好结晶的颗粒以形状规则、 结构致密、 表面平滑的六角片存在于水中. Zeta电位测试表明, 3种颗粒在水中均带正电荷, NaCl可降低颗粒的Zeta电位而使其发生絮凝, 但良好结晶颗粒的分散体系在更高NaCl浓度时才出现明显沉淀. 分别采用3种双金属氢氧化物颗粒/NaCl水分散体系制备了水包油(O/W)型Pickering乳液, 并比较了乳液的稳定性. 结果表明, NaCl的引入在一定程度上可提高3类乳液的稳定性; 良好结晶颗粒稳定乳液的能力强于低结晶度的颗粒; 对于低结晶度颗粒, 大颗粒稳定乳液的能力比小颗粒更强.     

Pickering乳状液的研究进展

随着纳米技术的发展以及Pickering乳液在食品、化妆品、医药等领域的潜在应用前景,人们对Pickering乳液给予了关注。本文全面总结了近些年来Pickering乳液的研究进展,对本课题组在Pickering乳液研究领域所取得的成果进行了介绍。本文主要分为4个部分:第一部分概述了Pickering乳液的研究现状;第二部分全面考察了Pickering乳液的各种影响因素;第三部分介绍了Pickering乳液的转相特性;最后综述了颗粒和表面活性物质协同稳定乳液的研究进展。这些研究成果促进了乳液基础理论的发展,并且拓展了乳液的应用范围。     

Pickering Emulsions Stabilized with Curcumin-Based Solid Dispersion Particles as Mayonnaise-like Food Sauce Alternatives

Pickering emulsions, which are emulsions stabilized by colloidal particles, are being increasingly positioned as novel strategies to develop innovative food product solutions. In this context, the present work aims to develop Pickering emulsions stabilized by natural-based curcumin-loaded particles produced by the solid dispersion technique as promising mayonnaise-like food sauce alternatives. Two particle formulations (KC1 and KC2) were produced using k-carrageenan as the matrix material and different curcumin contents, then employed in the preparation of three Pickering emulsion formulations comprising different oil fractions (φ) and particle concentrations (KC1 φ 0.4 (4.7%), KC2 φ 0.4 (4.7%) and KC2 φ 0.6 (4.0%)). The creaming index tests accompanied by the optical microscopy analysis evidenced the good stability of the developed products for the tested period of 28 days. The final products were tested concerning color attributes, pH, oxidative stability, textural, and nutritional composition, and compared with two commercial mayonnaises (traditional and light products). Overall, the produced emulsions were characterized by a bright yellow color (an appealing attribute for consumers), an acidic pH (similar to mayonnaise), and a considerably improved oxidative stability, implying a foreseeable longer shelf life. The sauce KC1 φ 0.4 (4.7%) showed a similar texture to the light commercial mayonnaise, being a promising alternative to conventional sauces, holding a low-fat content and potentially added benefits due to the curcumin and virgin olive oil intrinsic properties.     

Hollow microspheres with covalent‐bonded colloidal and polymeric shell by Pickering emulsion polymerization

Hollow microspheres with SiO₂/polymer binary shell were fabricated from Pickering emulsion stabilized solely by methacryloxypropyltrimethoxysilane‐modified SiO₂ particles, and were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, Fourier transformation infrared spectrum, thermogravimetric analysis (TGA), and energy dispersive X‐ray spectroscopy. The microspheres were templated by the Pickering droplets and the inner structure was affect by the proportion of crosslinking reagent. TGA result indicated that 60.3% of polymer in the shell was connected with SiO₂ by covalent bond which was formed by copolymerization of styrene and the reactive C?C group on SiO₂ stabilizer. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.