纳米晶纤维素手性向列型液晶相结构的形成、调控及应用

手性材料作为一种新型功能材料,尤其是其特殊的光学性能以及在传感器、对映体分离领域的潜在应用,已经引起众多科学研究者的广泛关注。纳米晶纤维素(NCC)基手性材料以其丰富的来源、简单的合成工艺、独特的光学性质以及良好的稳定性等成为当前手性材料研究的热点。本文综述了NCC及其手性向列型液晶相的形成机制,重点介绍了NCC手性结构的调控方法,包括NCC性质、环境条件以及添加剂对其手性结构的影响。最后,总结了近几年NCC手性结构在光电材料和模板剂方面的应用研究进展。     

晶态纳米纤维素的多色圆偏振荧光性能

基于晶态纳米纤维素禁带效应的圆偏振荧光能力,分别采用混合悬浮液法及多层膜叠加法拓宽了晶态纳米纤维素膜的禁带,使其禁带覆盖可见光范围,通过掺杂多色荧光体,该膜可以将自发辐射转换为高强度、右旋、多色的圆偏振荧光信号.     

纤维素纳米晶体的制备及其在复合材料中的应用

纤维素纳米晶体是纤维素原料经加工而得到的纳米级棒状或球状晶体。由于其具有高强度、大比表面积、生物相容性、可再生性和可降解性等优良性能,可应用于复合材料、生物医药和环境等多个领域。本文详细综述了近年来制备纤维素纳米晶体的常用方法,包括酸水解法、氧化法、酶水解法、机械法、溶剂法以及组合法。同时,讨论了各种制备方法的优缺点。在应用研究方面,本文总结了其在增强复合材料、膜过滤复合材料、导电复合材料和无机纳米复合材料等热门领域的研究情况。最后,对纤维素纳米晶体的未来发展方向进行了展望。     

纳米晶体自组装结构中非辐射能量传递过程的验证

以上转换纳米粒子NaYF₄：20% Yb,2% Er@NaYF₄（标记为UCNP）和金纳米粒子（AuNP）分别作为能量传递研究的给体和受体,研究在具有确定位置关系的组装结构中二者之间的非辐射能量传递是否存在。以UCNP和AuNP作为基本构建单元,采用气-液界面溶剂挥发法,得到了连续大面积规整排列的二维UCNP单层自组装膜。再通过层层组装得到UCNP+AuNP双层膜、UCNP+NaYF₄+AuNP三层膜。利用自行搭建的光谱成像系统对自组装结构进行了发光性质测试。对比3种膜结构的发光情况,发现UCNP+AuNP双层膜和UCNP+NaYF₄+AuNP三层膜的发光与UCNP单层膜减弱幅度相近,即在我们研究的体系中UCNP和AuNP之间不存在明显的非辐射能量传递过程。本研究提供了一种几何关系明确的组装体模型,并搭建了相应的微区发光性质测试设备,验证了在我们设计的自组装模型中并不存在UCNP与AuNP的非辐射能量传递。     

手性锌卟啉的圆二色光谱研究

用圆二色光谱（CD）研究了三种新型手性卟啉锌[α,β,α,β－四－[邻（叔丁氧羰L－丙氨酸）氨基苯基]卟啉锌α,β,α,β,－ZnT(o-BocAla)APP1、α,β,α,β-四－[邻（叔丁氧羰L－脯氨酸）氨基苯基]卟啉锌α,β,α,β－ZnT(o-BocPro)APP2和α,β,α,β－甲－[邻（苯甲酰L－谷酰胺）氨基苯基]卟啉锌α,β,α,β－ZnT(o-BenzoylGln)APP3]在CH2Cl2 中的光谱行为,并研究了1作为主体识别手性客体分子氨基酸甲酯前后的光谱,提出了光谱形成机理。     

纳米纤维素的制备

在纳米尺寸范围操控纤维素分子及其超分子聚集体,结构设计并组装出稳定的多重花样,由此创制出具有优异功能的新纳米精细化工品、新纳米材料,是纤维素科学的前沿领域和热点。为了研究当前制备纳米纤维素的现状和发展方向,简述了纳米纤维素化学基础,介绍了三类纳米纤维素：纳米纤维素晶体（晶须）、纳米纤维素复合物和纳米纤维素纤维,重点综述了纳米纤维素的五种制备方法：化学法制备纳米纤维素晶体和晶须、生物法制备细菌纤维素、物理法制备微纤化纳米纤维素、人工合成纳米纤维素和静电纺丝制备纤维素纤维,讨论了各种制备方法的优点和缺点,指出开展纳米纤维素超分子的可控结构设计、立体与位向选择性控制与制备、分子识别与位点识别等自组装过程机理、多尺度结构效应的形成机理等基础理论性研究是主要研究基础,新型的、绿色、低能耗、快速、高效的制备方法是纳米纤维素制备方法的发展方向。     

超分子手性组装体的构建与应用

超分子手性组装体通常由多种非共价相互作用协同驱动形成,是一类具有独特手性限域微环境的软物质,对材料工程、生命科学、光学器件、催化合成等领域的发展具有重要作用.其主要构建方法分为三种;手性基元组装、手性因素诱导非手性基元组装、非手性基元对称性破缺组装.通过分析近年来的研究成果,归纳了利用这三种方法构建超分子手性组装体的一...     

手性水凝胶的制备与调控及其应用

手性水凝胶是新近涌现的一个研究领域,以其独特的手性响应性,可逆的吸收膨胀性能,在手性识别、手性分离、药物控制释放和微流控器件等方面均具有广泛的应用前景.因此,手性水凝胶已经成为近些年来材料科学、化学、生物医学等领域的研究热点,如何制备手性响应性好、形成过程可控、结构规整的水凝胶,并加以开发应用成为了研究中的重点.本文概述了手性水凝胶的制备方法,自组装机理,以及目前的应用状况,并展望了其未来的发展趋势.     

溶剂手性转移法制备超支化共轭聚合物手性荧光纳米粒子

通过Suzuki缩合反应制备了一系列新型不同超支化结构的9,9-二辛基芴-联二噻吩交替共聚物(HF8T2s).以手性溶剂(R)-(+)-/(S)-(-)-柠檬烯为手性源,在三氯甲烷/((R)-(+)-或(S)-(-)-)柠檬烯/甲醇混合溶剂体系里,通过溶剂手性转移技术,制备了分别以三苯胺、三苯基苯和螺二芴为支化单元的超支化聚(9,9-二辛基芴-联二噻吩)手性荧光纳米粒子.在混合溶剂中形成的荧光纳米粒子的手性来源于手性溶剂(R)-(+)-/(S)-(-)-柠檬烯.以三苯胺为支化单元时,支化单元的含量为4.56%时聚合物的手性信号最强,支化单元的含量为6.76%时聚合物的手性信号消失.以三苯基苯和螺二芴为支化单元时,支化单元的含量分别为1.85%(三苯基苯)和1.78%(螺二芴)时聚合物的手性信号最强,支化单元的含量较高(三苯基苯:4.68%和6.56%,螺二芴:4.54%和6.54%)时聚合物的手性信号消失.以超支化聚合物HF8T2-TRA2(三苯胺为支化单元,支化单元含量为1.90%)为例,考察了超支化聚合物重复单元浓度、弱溶剂的种类、弱溶剂与手性溶剂比例和(R)-(+)-柠檬烯与(S)-(-)-柠檬烯比例对超支化聚合物圆二色谱光谱强度的影响.当超支化聚合物重复单元浓度为5.0×10-5mol/L,使用甲醇为弱溶剂,三氯甲烷/((R)-(+)-或(S)-(-)-)柠檬烯/甲醇之间的配比为0.3∶1.8∶0.9(V/V/V)时,超支化聚合物圆二色谱光谱强度最强.在三氯甲烷/((R)-(+)-或(S)-(-)-)柠檬烯/甲醇(0.3∶1.8∶0.9(V/V/V))混合溶剂中,聚合物重复单元浓度为5.0×10-5mol/L,超支化聚合物在350～550 nm有较强的紫外吸收,在450～700 nm有较强的荧光发射,组装成的荧光纳米粒子尺寸约为500～2000 nm.     

Polymer and Mesoporous Silica Microspheres with Chiral Nematic Order from Cellulose Nanocrystals

Polymer microspheres with chiral nematic order were obtained from an emulsion polymerization technique using cellulose nanocrystals (CNCs) as the template. The growth of the liquid crystals from tiny tactoids to droplets with spherical symmetry was captured and investigated by both optical and electron microscopy for the first time. The size of the microspheres could be tuned between tens and hundreds of micrometers; to obtain single, integrated chiral nematic kernels, the size of water droplets in the emulsion should be similar to that of CNC tactoids. Through a double‐matrix templating method, novel silica microspheres with chiral nematic order were fabricated, which showed a high surface area and mesoporosity. The methods developed here may help to reveal the evolution of other self‐assembling systems, and these materials have potential applications in optical devices and chiral separations.     

纤维素纳米晶模板法制备多级孔炭材料及其电化学性能

以纤维素纳米晶(CNC)为模板,酚醛树脂为碳源,KOH为活化剂,通过高温碳化制备了多级孔炭材料.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对合成的一系列炭材料进行了表征.结果表明,前驱体中CNC的降解会形成与CNC直径相当的介孔,KOH活化则会导致炭材料产生大量的微孔和大孔,以及部分4 nm左右较小尺度的介孔,所制备炭材料呈现明显的多级孔特性,其比表面积达554.7 m²/g,总孔体积为0.323 cm³/g.以CNC为模板,KOH活化的炭材料作为电极材料时,在1.0 A/g电流密度下其比电容达202.8 F/g,当电流密度升高至40.0 A/g时,其电容保持率仍达69%,表明该炭材料具有优异的倍率性能;由该电极材料组装的超级电容器在10000次充放电循环后,电容保持率达95%以上,具有良好的循环稳定性.     

纤维素-[2,3-(4-取代苯基)-6-(3,5-二氯苯基)]氨基甲酸酯的合成及作为HPLC手性固定相的手性识别

合成了3种新的纤维素苯基氨基甲酸酯类衍生物:纤维素-[2,3-二苯基-6(3,5-二氯苯基)]氨基甲酸酯、纤维素-[2,3-二(4-甲基苯基)-6-(3,5-二氯苯基)]氨基甲酸酯及[2,3-二(4-氯苯基)-6-(3,5-二氯苯基)]氨基甲酸酯,并将其涂敷在氨丙基硅胶表面制备 HPLC 手性固定相.利用<'1>H N...     

Dendronized Cellulose Nanocrystals as Templates for Preparation of ZnS and CdS Quantum Dots

Cellulose nanocrystals (CNC) isolated from bleached bagasse pulp were modified with a second-generation isocyanate dendron (G2-dendron) to prepare dendronized cellulose nanocrystals (DCN). Transmission electron microscopy (TEM), elemental analysis for nitrogen, Fourier transform infrared (FTIR) and ¹³C magic angle spinning nuclear magnetic resonance (¹³C MAS NMR) proved occurrence of the modification of cellulose nanocrystals surfaces. The dendronized cellulose nanocrystals were used as templates for formation of ZnS and CdS quantum dots with uniform diameter at low temperature in water. The prepared DCN/QDs were highly soluble in water. TEM images showed that the size of the prepared quantum dots was about 5 nm in diameter. UV-Visible and fluorescence spectroscopy showed absorption and emission at wavelength values lower than that reported for bulk ZnS and CdS.     

涂敷三苯基氨基甲酸纤维素酯高效液相色谱手性固定相的制备和对映异构体分离

微晶纤维素与异氰酸苯酯在４－Ｎ，Ｎ－二甲基氨基吡啶催化下反应合成三苯基氨基甲酸纤维素酯，反应温度低，反应时间短；以平均粒径６μｍ、平均孔径１５ｎｍ、比表面积６７ｍ２／ｇ的堆积硅珠做担体，涂敷１５％（质量分数）三苯基氨基甲酸纤维素酯在上述担体上制备手性固定相；以此手性固定相高效液相色谱法直接分离（±）－２，２，２－三氟－１－（９－蒽基）乙醇对映异构体，确定了对映异构体的出峰顺序．     

单电子转移活性自由基聚合制备温敏型荧光纤维素纳米晶

在混合反应溶剂体系DMF/H2O中,利用表面引发的单电子活性自由基聚合法(SET-LRP)制备了接枝有荧光和温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAM)刷的纤维素纳米晶.红外光谱和固体核磁共振13C谱中PNIPAAM特征峰的出现证明了接枝的成功.接枝前后的重量变化和核磁共振1H谱分析表明,随着混合溶剂中水的比例增加,单体转化率和接枝聚合物刷的分子量逐渐增加.热重和示差扫描量热分析显示,随着纤维素纳米晶表面接枝聚合物刷长度的增加,其分解温度和玻璃化转变温度均由低温向高温方向移动,并逐渐接近纯PNIPAAM的相应温度.由于PNIPAAM的温敏性,表面接枝的纤维素纳米晶表现出与染料溶液相反的温致荧光增强性能.     

纤维素衍生物涂敷型高效液相色谱手性固定相的制备及手性拆分研究

合成了纤维素-三(苯甲酯)(CTB)和纤维素-三(氨基苯甲酸酯)(CTPC)衍生物,并涂敷于自制的球形硅胶上(5μm,13nm),制备了用于高效液相色谱手性拆分的固定相.考察了涂敷量、流动相等因素对手性拆分的影响,测定了一个不对称氢化酯化反应的对映体过剩值(e.e.值).     

Effect of Single-walled Carbon Nanotubes on Cellulose Phenylcarbamate Chiral Stationary Phases

Single-walled carbon nanotubes(SWNTs)have a high adsorption ability and nanoscale interactions.Cellulose trisphenylcarbamates possess high enantioseparation ability in high-performance liquid chromatography(HPLC).Single-walled carbon nanotubes mixed with cellulose trisphenylcarbamate are coated on the silica gel as chiral stationary phases and higher enantioseparation factors are obtained.After a single-walled carbon nanotube is linked to the 6-position of cellulose 2,3-bisphenylcarbamate,its enantioseparation resolution increases compared to that of the cellulose trisphenylcarbamate.It is the first time that SWNTs have been applied to enantioseparation.The results indicate that the single-walled carbon nanotubes are good promoters of chiral recognition.This method can be used to improve the enantioseparation efficiency of the polysaccharide chiral stationary phases.     

衍生化纤维素手性固定相分离硫代和硒代甘油醚对映异构体

将纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)涂敷于氨丙基硅胶上制得了一种高效液相色谱手性固定相.用该固定相首次拆分了18种单硫代、单硒代和双硫代甘油醚对映异构体.讨论了流动相组成和样品结构对保留和拆分的影响.