高分子仿生有序微结构及其反射和响应特性

介绍了具有减反射和刺激响应性能的高分子仿生有序微结构,总结了近年来报道的高分子仿生有序微结构的仿生设计、结构构筑及性能研究的工作.最后就高分子仿生有序微结构的发展方向及其面临的问题和挑战进行了展望.     

模板技术制备有序大孔含硅聚酰亚胺薄膜

以二氧化硅胶体晶体为模板,将由含硅的芳香二酐单体与芳香二胺单体在N,N-二甲基乙酰胺溶液中进行共聚得到的聚酰胺酸填入模板的空隙,经热环化,得到了二氧化硅／含硅聚酰亚胺复合物,再用氢氟酸除去二氧化硅模板,制备出了有序大孔含硅聚酰亚胺薄膜,通过扫描电子显微镜和紫外-可见光分光光度计对样品进行了表征．研究表明,所制备的含硅聚酰亚胺多孔薄膜,孔大小均匀、无收缩,在空间排布高度有序,其有序结构与模板中二氧化硅微球自组装方式完全相同,并且大孔之间由小孔互相连通．由于大孔的周期性排列,制备的薄膜表现出较好的光学特性．含硅聚酰亚胺兼具聚酰亚胺和有机硅树脂的优良性能,使制备的有序大孔薄膜在光电器件、催化、吸附、生物材料等方面具有十分重要的应用价值．     

胶体晶体模板法制备三维有序大孔复合氧化物*

胶体晶体模板法是制备三维有序大孔（3DOM）复合氧化物材料的有效方法。制备过程一般包括3个步骤：首先,将单分散微球堆积成三维有序排列的胶体晶体;其次,将液态前驱体填充到胶体晶体的间隙,并在原位转化为固体骨架;最后,将微球去除,在原来微球间的空隙位置得到固体骨架,原来微球占据的位置则成为相互连接的孔穴。其中,胶体晶体模板的组装、前驱体的填充以及模板的去除都是制备3DOM复合氧化物的关键影响因素。本文针对这几个控制因素对胶体晶体模板法制备3DOM复合氧化物的影响进行了概述,并对孔结构的表征以及材料在催化和电极材料等方面的应用作了简单介绍。     

简单对流自组装制备层数可控有序阵列

利用简单的方法和较少的胶体乳液,在没有任何特殊设备的情况下制备出了二维和三维的有序阵列.通过控制胶体乳液浓度获得了层数可控的胶体晶体有序阵列.通过使用现有成膜模型模拟沉积行为揭示胶体晶体阵列在生长过程中控制冷凝蒸发过程的机理,对自组装过程中颗粒转移和溶剂蒸发之间的平衡细节进行了详细的讨论.利用阵列横截面的SEM显微照片来观测样品的厚度和均匀性,通过反射光谱来观察样品的光学性质.     

三维有序大孔钙钛矿 LaFeO3 催化剂的制备及其催化炭黑颗粒燃烧性能

 采用水油两相双引发剂的无皂乳液聚合法制备了羧基改性的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 聚合物微球, 并以此为模板, 采用胶体晶体模板法制备了三维有序大孔 (3DOM) 钙钛矿 LaFeO3 催化剂. 同时采用柠檬酸络合燃烧法制备了纳米钙钛矿 LaFeO3 催化剂. 通过傅里叶红外光谱、扫描电镜、X 射线衍射和激光粒度仪等方法对样品进行了表征. 采用程序升温氧化反应评价了催化剂对模拟柴油机炭黑颗粒催化燃烧的活性. 结果表明, 制备的羧基改性 PMMA 聚合物微球固含量约为 10%, 表面羧基含量约为 3 mmol/g. 微球粒径分布均匀, 且可通过调节反应条件得到不同的粒径, 可控范围在 300~700 nm. 所制得的 3DOM 钙钛矿 LaFeO3 催化剂以六方有序的方式排列, 其孔径及孔径收缩率分别为 300 nm 和 32%, 大孔孔壁平均厚度约 50 nm. 该催化剂对炭黑颗粒催化燃烧的 T10, T50, T90 和 SmCO2 分别为 340, 412, 458 oC 和 99.8%, 性能优于纳米 LaFeO3 催化剂.     

钇掺杂有序大孔TiO_2微球的制备与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法、胶体晶体模板法制备了钇掺杂有序多孔TiO2微球,利用FTIR,SEM,XRD,XPS,UV-V is分析对其进行表征,并研究钇掺杂前后材料的光催化性能。结果表明:钇掺杂有序多孔TiO2微球规整致密,但局部有孔洞的塌陷。钇掺杂前后有序多孔TiO2微球的晶型没有改变,仍为锐钛矿型。XPS分析发现钇掺杂有序多孔TiO2微球是可行的,材料中含有钇元素含量约为1.0%。UV-V is分析表明钇掺杂使得TiO2吸收光红移至可见光区,甲基橙降解实验显示掺钇有序多孔TiO2微球的光催化性能好于未掺钇TiO2的光催化性能。     

真空填充胶晶模板法快速制备三维有序大孔二氧化钛

以丙烯酸修饰的聚苯乙烯（PS）胶体晶体为模板,采用“三明治-真空”填充法将钛酸四丁酯的乙醇溶液填充到模板间隙中,煅烧除去模板快速高效制备了表面无覆盖层的三维有序大孔二氧化钛（3DOM TiO2）材料。 制备的3DOM TiO2具有典型的反蛋白石结构,孔壁完整且孔径大小均匀,呈六方密堆积的FCC结构。 其孔径为230 nm左右,收缩率仅为14%,孔与孔之间由小窗口相连。 XRD分析表明,500 ℃下煅烧制备的3DOM TiO2为锐钛矿晶型。     

非溶剂诱导聚苯乙烯超薄膜去润湿过程中不同有序表面形貌的形成

利用原子力显微镜研究了带有自然氧化层硅基底上聚苯乙烯薄膜在不同非溶剂诱导下的去润湿过程.研究发现,非溶剂是通过渗透取代机理诱导高分子薄膜发生去润湿.薄膜的形貌取决于成孔过程与孔增长过程的相对速度.当聚苯乙烯(PS)薄膜厚度为15 nm时,随着溶剂烷基链的增长,成孔数显著降低;然而孔开始合并时孔径明显地增加.当PS薄膜厚度增加到25 nm时,随着溶剂烷基链的增长,成孔数略有降低,薄膜形貌形成长程有序的双连续的结构.当PS膜厚为35 nm时,与其它2个膜厚相比,成孔数大幅下降.此外,温度和分子量能进一步降低去润湿过程中的成孔数,从而形成分形结构形貌.     

胶粒晶体模板法制备三维有序大孔材料

使用胶粒模板法制备三维有序大孔材料（three-dimensional ordered macroporous material,3DOM）是一个快速发展的领域。本文综述了3DOM的合成技术,包括各种填充模板的方法、模板的去除方法以及它们在光子晶体、催化材料、生物传感器以及医学等方面的应用前景。     

Preparation and potential application of functional ordered microstructures

With the development of science and technology,ordered microstructures with special functions have aroused intense research interest.These functional microstructures have been widely used in fields of microelectronic devices,micro-reactors,biochemical sensors and optical devices,etc.This paper summaries our work on preparation and application of microscopic patterned surfaces with ordered microstructures,and looks into the future development of this field.     

有序介孔氧化铝的制备及其在丁烯歧化中的应用

采用有机铝源及阴离子模板剂制备了高比表面积、大孔容、窄孔径分布的有序介孔氧化铝(Al₂O₃)载体, 研究了铝源水解速率、模板剂碳链长度以及洗涤介质等因素对有序介孔氧化铝载体合成的影响。实验结果表明,提高铝源水解速率和用乙醇溶剂洗涤Al₂O₃前躯体都有利于Al₂O₃载体形成有序介孔结构,所得Al₂O₃载体的孔径和孔体积随着模板剂碳链长度的增加而增大。分别用有序介孔Al₂O₃和普通介孔Al₂O₃为载体,采用浸渍法负载氧化铼(Re₂O₇)制备了铼基催化剂,并用于评价丁烯歧化合成丙烯的反应性能。实验结果表明,铼基有序介孔催化剂(Re/OMA)的丁烯歧化性能显著优于普通铼基介孔催化剂(Re/MA),丁烯转化率高于50%,丙烯选择性约60%,丙烯收率达30%,催化剂寿命明显延长。     

聚苯乙烯胶晶膜及三维有序大孔SiO2膜的制备及表征

采用垂直沉积法组装了三维聚苯乙烯胶晶膜,并用其为模板制备了三维有序大孔（3DOM）SiO2膜．SEM观察表明,制备的胶晶膜和3DOMSiO2膜具有fcc结构,有序性很好．考察乳液浓度对胶晶膜结构的影响表明,浓度越高,胶晶膜越厚,有序性也越高,膜在30层内都能很好的粘附在载玻片上．通过调整前驱物溶液的浓度和滴加方式,可得到表面为球形或孔状的3DOM SiO2膜．     

硫化亚锡有序纳米孔道阵列薄膜的制备与表征

以阳极氧化铝为模板,采用两步复型技术首次制备了一种SnS有序纳米孔道阵列薄膜。SEM和TEM测试结果显示此SnS有序多孔薄膜具有几乎均一的、紧密堆积的、直形的纳米孔道阵列结构,孔道直径约200mm,长度约1μm。EDS,XPS和XRD分析结果表明此SnS有序多孔薄膜的SnS骨架具有正交SnS的晶体结构,薄膜中锡与硫的原子比接近化学计量比1:1。     

基于有序介孔碳的氯离子选择性电极的制备及其在手持传感系统中的应用

以有序介孔碳(OMC)球为离子-电子转换层,制备了固态氯离子选择性电极,构建了基于离子敏感的场效应晶体管(ISFET)的手持式传感系统,用于检测人体血清中的氯离子。优化了OMC前驱体的碳化温度,探究了OMC形貌结构对电极传感性能的影响;电极柔性化制备后考察了其在手持系统中对氯离子的检测效果。结果表明,最优条件下,电极在5.12×10^-4~1.02 mol/L的浓度范围呈现线性响应,响应斜率为60 mV/decade。该柔性电极在手持传感系统中展现出高灵敏度和重现性,可用于人体血清样品中氯离子的检测,其回收率为96.3%~104.9%。     

Preparation of functional ordered mesoporous carbons and their application as the QCM sensor with ultra-low humidity

Ordered mesoporous carbon (OMCs) FDU-15 was synthesized through an EISA (Evaporation-Induced Self-Assembly) method, and the oxidized OMCs (FDU-15-COOH) were obtained by subsequent oxidation treatments in liquid phase to introduce functional groups. The samples were characterized by XRD, TEM, FT-IR and nitrogen adsorption-desorption test. The low humidity sensing performances of FDU-15 and FDU-15-COOH thin films were investigated by using a quartz crystal microbalance (QCM) transducer. The responses of FDU-15-COOH is higher than that of the pristine FDU-15 at very low humidity (< 729 ppm_v) with high long-term stability, implying that FDU-15-COOH is a good candidate for low humidity QCM sensor.     

有序介孔碳CMK-3负载金纳米微粒复合材料的制备和表征

分别采用等体积浸渍-甲醛还原、等体积浸渍-氢气还原及溶胶负载法在介孔碳CMK-3上负载金纳米微粒;利用透射电镜和粉末X射线衍射仪对比分析了采用3种方法得到的复合材料的微结构和相组成;并测定了采用溶胶负载法得到的不同金含量的复合材料的热稳定性.结果表明,所制备的金纳米微粒的尺寸因制备方法不同而呈现明显差异;负载于复合材料中的金纳米微粒具有很好的热稳定性.