硅磁微粒/聚苯胺复合物的制备及其对染料废水的吸附-降解性能

通过水热法制备碳微球、共沉淀法制备空心Zn Fe2O4和原位聚合法制备Zn Fe2O4/Si O2/PANI复合物,并表征其结构、形貌、组成和性质.结果表明,Si O2对铁氧体的包覆能提高二元复合物对染料废水的降解性能;铁氧体与二氧化硅物质的量比(nZn Fe2O4/nSi O2)为1:3的Zn Fe2O4/Si O2复合物对染料废水具有较好的降解作用;Zn Fe2O4/Si O2/PANI复合物对染料废水的光催化降解活性随苯胺质量分数(wAn)的增加而增大,当wAn为50%时,Zn Fe2O4/Si O2/PANI复合物对染料废水去除率高达98%.样品因具有磁性而回收方便,重复使用性能良好.     

三维生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料吸附的研究

采用一种简便的方法制备了生物高分子调控的氧化石墨烯凝胶用于水污染处理.将生物高分子白蛋白(BSA)、壳聚糖(CS)、及脱氧核糖核酸(DNA)与氧化石墨烯(GO)共混,自组装形成水凝胶,最后冻干得到生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶.通过扫描电镜、原子力显微镜、纳米粒度分析仪等分析复合凝胶的组装结构与表面电位.结果表明凝胶呈现内部联通的三维多孔结构,该结构有利于被吸附分子的快速内部扩散.红外光谱证明了生物高分子被成功负载到了凝胶网络中.然后将该复合凝胶用于阳离子染料的吸附,吸附实验表明这类生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料有很好的吸附效果,同时也对阴离子和非离子毒性分子有一定的吸附能力.研究了吸附时间,初始浓度,pH值等对凝胶吸附量的影响,并考察了凝胶的解吸附.最后详细探讨了GO-BSA、GO-CS和GO-DNA凝胶对亚甲基蓝(MB)吸附的动力学和吸附等温式.经吸附动力学拟合,生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶吸附MB复合二级动力学模型和Langmuir等温吸附,对MB分子是单分子层吸附,吸附初期为大孔隙扩散,后期为粒子内扩散.     

TiO2/SiO2气凝胶对吡啶的光催化降解

TiO2/SiO2气凝胶对吡啶的光催化降解;吡啶     

赖氨酸环二肽有机凝胶因子的合成及其选择性凝胶化与染料吸附

在利用半胱氨酸修饰赖氨酸环二肽制备对称性四肽的过程中, 通过两种脱除Trt(三苯甲基)的方法分别得到含有Fmoc(芴甲氧羰基)的非环与大环四肽产物, 其结构得到了核磁、质谱、红外、元素分析等证实。 它们能使多种有机溶剂凝胶化, 且具有热可逆性, 由扫描电子显微镜(SEM)可观察到凝胶内部均为三维网络结构。 在体积分数低至0.1%的含氯有机溶剂/水两相体系中, 它们依然可以进行选择性凝胶化。 此外, 该有机凝胶干胶由于内部微纳米网络结构以及Fmoc基团的存在, 可以直接从水溶液中吸收多种染料分子, 且吸附能力随温度的升高而提高。     

微相分离结合氢键复合构筑弹性体

通过嵌段聚合物的微相分离和高分子氢键复合,使用聚苯乙烯-b-聚丙烯酸-b-聚苯乙烯(SAS)三嵌段聚合物和聚氧化乙烯(PEO)均聚物构筑了具有多层次结构的弹性体(SA/E).聚丙烯酸(PAA)与PEO形成柔性的氢键复合物(PAA/PEO),刚性的聚苯乙烯(PS)与PAA和PEO不相容而发生微相分离,PS作为交联点连接着柔性的PAA/PEO.与PAA/PEO氢键复合物相比,SA/E弹性体力学性能明显提升,通过控制PS质量分数可调节弹性体的模量和强度等力学性能. SA/E弹性体表现出湿度敏感性.并且弹性体经拉伸训练后可获得一定的取向性,弹性回复率保持在98%以上.本弹性体在湿度传感、柔性器件、医用材料等领域具有潜在应用,为构筑新型弹性体提供思路.     

聚丙烯酸/氧化石墨烯-壳聚糖复合膜的制备及其对染料的吸附分离

利用层层组装技术,将聚丙烯酸(PAA)与氧化石墨烯-壳聚糖(GO-CS)复合物沉积到聚丙烯(PP)微孔膜表面制备聚丙烯酸/氧化石墨烯-壳聚糖(PAA/GO-CS)_n复合膜,并考察其对亚甲基蓝和刚果红吸附分离效果。利用红外光谱、热分析仪和扫描电子显微镜进行表征,结果表明,通过静电力和氢键相互作用,GO和CS成功复合,制备的(PAA/GO-CS)_n复合膜具有稳定的热化学性质,复合膜的表面形貌和孔隙可以通过组装层数进行调控。研究发现,(PAA/GO-CS)_n复合膜对亚甲基蓝和刚果红的渗透率随组装层数增加而下降,截留率随组装层数增加呈上升趋势,复合膜对带正电荷的亚甲基蓝具有优先选择吸附性。当组装层数达20层时,(PAA/GO-CS)_n复合膜对亚甲基蓝的渗透率为2761.3 L·m^-2·h^-1·bar^-1,截留率91%,吸附率39%,对刚果红的渗透率为3068 L·m^-2·h^-1·bar^-1...     

微量酸酐诱导增强的二氧化碳/环氧氯丙烷共聚反应

环氧氯丙烷(ECH)与二氧化碳(CO₂)的共聚反应产物具有可修饰的C―Cl键,是实现聚碳酸酯功能化的有效途径,然而该反应一直受制于较长的诱导期.本文提出了一种酸酐诱导增强共聚反应活性的策略,即在CO₂/ECH共聚体系中引入微量环状酸酐以缩短诱导期,提高反应活性.以锌钴氰化络合物(DMC)催化剂为例,在CO₂/ECH共聚体系中仅加入0.1 mol%的不同种类环状酸酐,ECH转化率可达到23.6%～83.6%(40℃,24 h),相比于未添加酸酐体系的低转化率(2.6%),反应活性显著增强.尤其是5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐诱导的CO₂/ECH共聚体系显示出最高的活性增强效应,在28 h内ECH转化率可达98.8%,催化效率为430 g polymer/g cat.,并保持91.3 wt%的聚合物选择性,进而制备出碳酸酯单元含量为68.2%、分子量为16.7 kg/mol的CO₂基聚碳酸酯.进一步采用在线红外等光谱分析技术,证实环状酸酐优先与ECH发生共聚反应生成聚酯活性种是缩短...     

氧化硅-石墨烯气凝胶介孔复合材料的合成及其对苯的吸附性能

采用水热法快速合成了一种新型介孔氧化硅-石墨烯气凝胶复合吸附材料(MSGA)。通过X射线衍射、扫描电镜等方法对MSGA进行表征。结果表明,经过水热反应和冻干处理后的MSGA材料的介孔结构保持完好,介孔氧化硅在MSGA中的分散具有高度均一性。当介孔氧化硅的含量达到88.2(wt)%时,MSGA的比表面积可达395.5m~2/g。MSGA材料对苯蒸汽的常温常压吸附量为10.77mL/g,是石墨烯气凝胶的13倍,吸附穿透时间达到石墨烯气凝胶的34.4倍。在0.8%的环境湿度下,由于材料表面羟基的亲和性,进一步提升了对苯的吸附。得益于超低密度和丰富的内部孔隙结构,MSGA能够适应高达500mL/min的气流量。上述结果表明,该复合材料在VOCs消除领域具有广阔的应用前景。     

常温常压湿式催化氧化染料废水的Mo-Cu-Fe-O新型复合催化材料

染料广泛应用于纺织厂、皮革厂以及染发等各个领域.染料废水具有成分复杂、浓度高、色度大和生物难降解等特性,因此传统的处理方法难以将其完全降解.高级氧化技术已成为国内外广泛应用的染料废水处理技术之一,特别是湿式催化氧化(CWAO)技术.然而,CWAO工艺中反应往往需要高温(通常为200-280℃)和高压(通常为2-9 MPa),制约了其广泛应用.因此,人们致力于研发具有高催化活性的催化剂,通过改变反应历程和降低反应的活化能,使反应在常温常压条件下进行.本课题组曾采用钼酸盐浸渍于Zn/Al LDHs溶液中成功制备了Mo/Zn-Al LDHs催化剂,该催化剂能在常温常压下湿式催化氧化降解阳离子红GTL有机废水.Mo/Zn-Al LDHs催化剂中Mo作为主催化成分,Zn-Al LDHs作为载体.Cu-Fe LDHs本身作为一种催化剂,与Mo相结合能有效提高催化剂的活性及稳定性,因此本文采用浸渍法制备了Mo-Cu-Fe-O新型复合催化材料,采用X射线衍射、氢气程序升温还原、循环伏安法和氧气程序升温脱附等表征手段研究了Mo-Cu-Fe-O材料的结构及氧化还原特性.以阳离子红GTL、结晶紫和酸性红为染料废水代表,研究了常温常压下Mo-Cu-Fe-O催化降解染料废水的催化活性.结果表明,在中性条件下Mo-Cu-Fe-O对阳离子型染料废水具有良好的催化活性.循环使用七次后该样品对阳离子红GTL和酸性红的脱色率分别达到91.5%和92.8%,然而对酸性红阴离子型染料废水基本无催化活性.在常温常压CWAO过程中产生的羟基自由基能有效降解阳离子GTL废水,其废水毒性随着反应的进行逐渐减小.     

非钛醇盐溶胶-凝胶法制备高光活性纳米晶TiO2气凝胶

 以TiCl4为前驱体,采用环氧丙烷快速成胶法合成了具有高光催化活性的纳米晶TiO2气凝胶,利用X射线衍射、N2物理吸附和透射电镜等手段考察了H2O/TiCl4摩尔比和热处理等制备参数对TiO2气凝胶织构性质的影响,并以苯酚的光催化降解为模型反应评价了样品的光催化活性. 结果表明, H2O/TiCl4摩尔比为3时体系的成胶过程较为缓慢,制备的纳米晶TiO2气凝胶样品具有最小的晶粒尺寸及最大的比表面积和孔容,并且具有最佳的光催化活性.     

新型金属有机气凝胶的合成、 表征及气体吸附性能

利用高稳定性的UiO-66系列金属有机骨架多孔材料制备金属有机气凝胶材料, 制得的UiO-66系列金属有机气凝胶材料具有多级孔结构和较高的比表面积, 在气体吸附分离领域具有较大应用潜力. 气体吸附实验结果表明, UiO-66-NH₂金属有机气凝胶材料具有极佳的CO₂吸附性能和CO₂/CH₄分离性能, 通过理想吸附溶液理论计算得出其吸附选择性高达18.3.     

喹啉基粘度荧光探针的合成及其检测应用

作为细胞微环境的一个重要参数,粘度通过影响生物分子之间的相互作用实现对生物功能的调节.粘度的异常会导致多种疾病,如阿尔茨海默病、肺炎等.因此,实现粘度变化的精准检测对相关疾病的预防和诊断具有重要意义.本工作构建了新型喹啉基荧光探针QUI-VI.通过分子内的空间扭转(扭曲的光诱导分子内电荷转移机制),该探针实现了对粘度的检测.光学实验表明探针QUI-VI具有高化学和光稳定性能以及灵敏的粘度检测性能等优点.通过光谱实验、细胞成像以及组织成像实验,表明该探针具有显著的粘度敏感性,荧光强度会随着测试体系粘度的增强而增强.结合首次报道的小鼠肺炎组织粘度成像实验表明探针QUI-VI有望对肺炎的早期诊断提供一定的理论支撑.     

利用高分子多基元协同效应增强脂质体稳定性的研究

通过合成接枝胆固醇的壳聚糖水溶性高分子,并利用所接枝胆固醇的插膜能力,诱导高分子贴附于脂质体表面,形成高分子-脂质体复合物.研究发现,壳聚糖水溶性高分子可以起到屏蔽膜表面电荷的作用,同时该体系利用高分子链上多位点修饰的疏水基团与磷脂分子之间的疏水作用和高分子多基元之间共价连接的协同效应,增强了脂质体的抗融合及抗表面活性剂能力.该复合策略制备过程简便快捷,在体外实验中已展现出良好的稳定性,在长循环药物递送方面具有潜在的应用.     

GO/Fe3O4/有机胺复合材料的制备及对结晶紫染料的吸附性能

用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用乙二胺、乙二胺与丁二胺/己二胺混溶来改性氧化石墨烯。用水热法制备了Fe3O4,并用物理混合法制备了GO/Fe3O4/有机胺的三元复合体系。用透射电镜、扫描电镜、红外光谱、热重分析、X射线衍射、VSM和XPS等对所制得的样品进行了结构表征和性能测试,研究了三元复合粒子对结晶紫染料的吸附性能及影响结晶紫染料吸附效果的因素。结果表明:所制备的Fe3O4的平均粒径约为200 nm,粒径分布均匀;复合物中GO为典型的片状结构,GO及有机胺的掺杂没有影响Fe3O4的尖晶石结构;复合物为超顺磁性,Ms为53.0 emu·g~(-1)。吸附结果表明:石墨烯/Fe3O4/有机胺的三元复合材料对结晶紫染料的最大吸附量随浓度增大而增大,而吸附结晶紫染料的移除率却随结晶紫染料浓度增大而减小,并趋向一定值;乙二胺和己二胺混溶比例为5∶1的GO/Fe3O4复合材料吸附性能最佳:结晶紫浓度为400 mg·L~(-1),最大吸附量为164.3 mg·L~(-1)。     

Cu/SiO_2气凝胶催化剂上CO的催化氧化性能

如何消除 CO对环境造成的污染 ,是当前人们所关心的课题之一 .催化氧化是消除 CO的一种有效方法 .常用的 CO氧化催化剂多以贵金属为基础 .目前 ,对非贵金属催化剂的研究也正在进行 ,其中 ,过渡金属 Cu、Co、Fe等对 CO的氧化有较好的催化作用 .传统的过渡金属催化剂多以氧化铝为载体 ,并发展了多种制备方法 ,如化学浸渍法、溶胶凝胶法[1] 等 ;催化剂的金属活性组分也由微米级颗粒发展到纳米级超细粒子[2 ] .但对载体的研究仍集中于氧化铝 .近几年发现 ,过渡金属交换的ZSM- 5分子筛具有较高的活性和稳定性 [3 ] .二氧化硅气凝胶是一种新…     

TiO2-SiO2复合气凝胶：常压干燥制备及性能表征

以廉价的四氯化钛和工业水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶法制得TiO2-SiO2复合湿凝胶,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(EtOH)/正己烷(Hexane)混合溶液对湿凝胶进行改性,常压干燥制备了TiO2-SiO2复合气凝胶.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及N2吸附/脱附法对复合气凝胶的形貌和性质进行了分析.结果表明,TiO2-SiO2复合气凝胶具有连续多孔结构,150℃干燥后复合气凝胶的比表面积为1 076 m2·g-1,孔体积为4.96 cm3·g-1;经550 ℃热处理后,复合气凝胶仍然具有高的孔隙率,比表面积为856 m2·g-1,孔体积为3.46 cm3·g-1.吸附和光催化降解罗丹明B的结果表明,复合气凝胶同时具有较好的吸附和光催化性能,其吸附/光催化协同作用活性优于纯SiO2气凝胶和锐钛矿TiO2粉末;且重复利用四次降解率仍然可达到89%.     

三维二硫化钼/还原氧化石墨烯气凝胶用作宏观可见光催化剂

近年来,光催化技术在解决环境污染和能源短缺方面展现出巨大潜力.二硫化钼(MoS2)作为一种二维层状光催化材料受到广泛关注.MoS2具有可调的带隙(1.2–1.9 eV)、低的成本和高的存储量,是一种可替代铂的理想助催化剂.然而,MoS2本身光催化活性较低.理论和实验已经证明,MoS2只有暴露的边缘具有催化活性,并且MoS2的光生电子-空穴对容易复合,导致其光催化效率低.增加暴露的活性边缘以及有效分离电子-空穴对是提高MoS2光催化活性的关键.而石墨烯气凝胶是一种理想的催化剂载体,其高比表面积和高空隙率可以有效提高催化剂利用率.同时,其高导电性可以促进光生电子-空穴对分离.因此,将MoS2负载到石墨烯气凝胶上制备宏观可回收光催化材料具有广阔的应用前景.然而,目前尚未见到有关MoS2/石墨烯气凝胶光催化产氢以及还原Cr(VI)的报道.本文以钼酸铵为钼源,硫脲为硫源和还原剂,同时加入氧化石墨烯及其还原剂氨水,通过一步水热法制备出二硫化钼/还原氧化石墨烯(MoS2/RGO)水凝胶.最后通过冷冻干燥得到MoS2/RGO气凝胶.经光催化测试发现其产氢达到38.9μmol/g,光还原Cr(VI)达到92%,明显高于MoS2粉体.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)及红外光谱(FTIR)等手段研究了其光催化性能提高的原因.XRD测试显示,过量的NH4+离子插入到MoS2层与层之间增加了(002)面的晶面间距;SEM观察到在形成气凝胶后,MoS2从粉末的片状转变成花状,这是因为氧化石墨烯上的含氧官能团促进MoS2成核同时限制其生长导致的;TEM观察到MoS2上存在大量的脱节和扭曲,这是由于过量硫脲阻碍了MoS2晶体的取向生长而产生缺陷;XPS发现,除了形成MoS2之外,还形成了MoO2,同时大量的暴露边缘导致不饱和硫产生;FTIR表明MoS2与RGO之间通过氢键链接在一起;UV-Vis-NIR吸收光谱显示,MoS2/RGO气凝胶在可见光区具有很强的吸收,这是黑色的RGO以及光在花状结构的不断反射共同作用导致的.综合以上结果,我们提出了MoS2/RGO光催化性能增强的机理.首先,三维的气凝胶网状结构以及花状结构的MoS2所带来的高比表面积(599.7 m2/g)使得材料对H+和Cr(VI)吸附量增加;其次,黑色的RGO以及入射光在花状结构层片间的不断反射增加了MoS2/RGO气凝胶对可见光的吸收;最后,RGO本身的高导电性促进了光生电子-空穴有效分离,电子通过RGO快速转移到材料表面参与光催化反应.因此,将MoS2负载在RGO上可提高光催化效率.另外,低密度的MoS2/RGO气凝胶(56.1 mg/cm3)可以有效吸附有机溶剂且容易回收.综上所述,本文制备的MoS2/RGO气凝胶光催化材料在环境与能源方面表现出潜在的应用前景.     

层状铀酰膦酸配位聚合物作为双响应光致发光温度计

具有光致发光性质的铀酰膦酸配位聚合物已经用于温度传感,但尚未用于双响应发光温度计.本工作报道了一种基于邻羧基苯甲基膦酸配体(2-pmb H₃)的层状铀酰膦酸配位聚合物,即(α-C₈H₁₂N)[UO₂(2-pmb)](1).其中铀酰离子通过2-pmb^3-配体连接成层,外消旋且质子化的苯乙胺分子作为抗衡离子占据层间.层内最近的U1···U1距离为0.541 nm.化合物1表现出较高的热稳定性和水稳定性.光致发光性质表明,化合物1在室温下发出绿光,可以在200～360 K的温度范围内作为发光强度和寿命的双响应发光温度计,其强度依赖的最大灵敏度为2.96%·K^-1 (330 K),寿命依赖的最大灵敏度为2.51%·K^-1 (350 K),实现了工作温度更高、灵敏度更高的铀酰基温度计.相对论密度泛函(DFT)计算证实了该化合物的稳定性来源于铀酰赤道面膦酸氧2p轨道与铀5f_φ轨道相互作用.计算表明,在320 nm和412 n...     

基于磷脂基紫杉醇纳米前药的抗肿瘤应用研究

载体材料是影响药物体内递送效率和抗肿瘤活性的重要因素.本文应用2种不同结构的磷脂材料,包括聚乙二醇修饰的磷脂酰乙醇胺DSPE-PEG和磷脂酰胆碱DPPC,作为载体包裹紫杉醇二聚体(PTX₂-SS),制备了紫杉醇纳米颗粒.相比于DPPC,DSPE-PEG作为载体有利于得到均匀的纳米剂型.同时测定了DSPE-PEG作为载体制备的PTX₂-SS@DSPE-PEG NPs (DeP NPs)在稳定性、细胞毒性、体内分布和抗肿瘤疗效方面的表现.该工作为研发疏水药物的磷脂型载体提供了一个重要的参考.