水滴模板法构筑蜂窝状有序多孔薄膜

水滴模板法是利用凝结并自组织有序排列的水滴为模板构筑有序蜂窝状多孔薄膜的方法。这种方法具有方便、快速、廉价、作为模板的水滴可以自然蒸发而除去,且孔洞的尺寸可以通过改变相关的实验参数方便地进行调控的优点,因而近年来受到了人们的广泛关注。本文介绍了利用水滴模板法构筑有序多孔薄膜的实验方法,探讨了形成机理和相关实验条件对多孔薄膜结构的影响,并结合当前的研究热点针对多孔薄膜的进一步应用,着重综述了水滴模板法在不同性质的成膜材料体系的应用、多孔薄膜中亚有序结构的引入以及提高多孔薄膜稳定性的方法。最后,本文展望了利用水滴模板法构筑有序多孔薄膜这一研究领域的发展前景。     

呼吸图案法制备蜂窝状有序多孔薄膜及其功能化应用

呼吸图案(BF)法是一种制备微纳米级规整多孔结构的简单、廉价和高效的方法, 它以水滴为模板, 通过水滴有序排列得到蜂窝状有序多孔结构, 其孔的形貌可以通过选择不同的成膜材料和成膜环境等条件得到控制, 所以在分离膜、模板、响应性表面、催化剂、光电材料等研究领域有广阔的发展前景. 但是, 到目前为止, 人们发现由于成膜条件的不同, 多孔膜的孔形貌受多种因素影响, 规整多孔膜形貌的控制机理还不是很明确, 没有一个统一的结论. 本文结合本课题组所做工作及近五年来国内外呼吸图案法制备蜂窝状有序多孔薄膜的研究成果, 对多孔薄膜的形成过程及其影响因素、多孔膜的功能化及应用等方面进行了归纳总结, 试图揭示孔的形成及孔形貌的调控等相关规律, 希望对后续的进一步研究与应用奠定基础.     

水滴模板法制备聚合物蜂窝状多孔膜的研究进展

水滴模板法是一种可广泛适用于聚合物材料的动态可控的自组装模板图案化方法,利用成膜溶液溶剂挥发过程中所凝结的水滴阵列作为模板,可以实现一步法制备有序多孔膜。在经历了前期的方法学体系研究之后,对水滴模板法研究的不断深入和完善,研究的焦点已经从方法学本身逐渐转为如何将水滴模板法作为一种技术手段进行新功能和新结构的开发,并开始有了一些应用型研究的出现。本文从"基于水滴模板法的化学组分图案化研究"和"基于水滴模板法的二次结构或组分设计"两个方面来介绍水滴模板法的发展趋势与研究热点。     

利用反相乳液-水滴模板法制备功能性生物基图案化结构

通过将传统水滴模板法中的单相成膜液改造为反相乳液体系,引进乳液水滴来加载蛋白质组分,实现了对亲水组分直接实施水滴模板法从而获得其阵列组装结构.利用壳聚糖纳米粒子作为皮克林反相乳液的乳化剂制备了稳定的反相乳液体系,并进一步得到聚乳酸/壳聚糖/牛血清白蛋白的杂化蜂窝状多孔薄膜,考察了壳聚糖粒子对于乳液稳定和所制备多孔阵列结构形貌的影响,研究了加入蛋白质浓度和乳液中的水相/油相比例对于所成膜孔形貌的影响,利用荧光标记蛋白质跟踪确认基于蜂窝状多孔阵列结构上的图案化蛋白质阵列组装形貌.     

基于气息图案法有序多孔薄膜的制备改性及应用进展

有序多孔薄膜在过滤分离、催化、生物医学等领域有重要的应用前景。在众多制膜方法中,气息图案法以其简便易行、制膜效果好、环保等特点得到了广泛关注。科学家们一直致力于采用不同的材料和手段来进一步提高气息图案法多孔薄膜的性能。本文结合了最新的研究状况,探讨了基于气息图案法有序多孔薄膜的制备、改性及应用进展,并对未来的发展方向作...     

有序/无序非对称型多层多孔结构的一步法制备研究

反相乳液-水滴模板(Ie-BF)法被用以制备具有非对称多层多孔结构的聚合物薄膜.具体来说,通过在高湿环境条件下浇筑以聚合物/三氯甲烷溶液为油相所制备的反相乳液,最终在所制备薄膜的表面层形成单层有序的蜂窝状BF多孔阵列结构,同时在本体层形成无序排布的多层多孔结构.通过调节所浇筑乳液的组成以及Ie-BF法实施的条件,可以同...     

微纳多孔聚合物薄膜的制备与应用

膜技术在化学技术中占有重要地位,并被广泛应用于生产生活中。随着薄膜技术的不断发展,如何制备获得孔径和分布可控、机械性能优异、功能多样性的多孔聚合物薄膜成为了一个亟待解决的问题。相对于无孔致密聚合物薄膜而言,微纳多孔聚合物薄膜一般密度较低、质轻、比表面积高,并且具有隔音隔热、渗透性好、可塑性强的特点。本综述首先对微纳多孔聚合物薄膜的制备方法进行了总结,包括模板法(硬模板和软模板)、相分离法、静电纺丝、刻蚀法以及其他一些方法。然后阐述了对多孔聚合物薄膜中渗透膜的结构及其相关性能表征测试方法。接着对多孔渗透膜在气体分离、能源、环境和生物工程等方面应用进行了归纳。最后,对当前微纳多孔聚合物薄膜制备方法中存在的缺点与挑战进行了总结,并对其未来的创新应用提出了展望。     

多阶有序多孔炭的软模板法合成与结构控制

多阶有序多孔炭材料综合了多种多孔炭材料的结构优点,在催化、吸附、储能、电化学等方面具有潜在的重要应用。多阶有序多孔炭材料的合成方法很多,到目前为止,模板法是控制孔结构和调节尺寸的最有效方法。在模板法中,软模板法因为其工艺简单、省时、成本低、环境污染小等优势,近些年来广泛被人们采用。用软模板法合成的多阶有序多孔炭包括:大孔-介孔炭,介孔-微孔炭,介孔-介孔炭,大孔-介孔-微孔炭等。本文对多阶有序多孔炭的软模板法合成与结构控制进行了综述。总结了软模板法在实现上述材料孔结构控制中的影响因素。     

蜂窝状有序膜功能化研究进展*

水滴模板法是近年来引人瞩目的一种制备有序微结构材料的方法,所制备的蜂窝状有序膜在微容器和微反应器、图案化模板、细胞培养支架、光学材料、超疏水表面、分离膜等领域具有十分重要的应用前景。本文对蜂窝状有序膜功能化研究的最新进展进行了系统总结,详细介绍和分析了原位多层次自组装、表面接枝、生物活性分子固定、交联、模板法成膜以及表面填充等蜂窝状有序膜的功能化方法。     

三维有序大孔炭的设计构筑、性能及应用研究

多孔炭材料具有高的比表面积、发达的孔结构、耐热、耐腐蚀、无毒无害、价廉、易操作等特点,以其为研究核心,在学术界和工业界均具有广阔的应用前景。通过胶晶模板法合成孔径在亚微米范围内的三维有序大孔炭,其高度规整的孔道结构,在吸附分离、催化和电极等领域已展现出巨大的应用潜能。利用双模板法将介孔结构融汇于三维有序大孔炭的孔壁中,设计构筑出三维有序大孔-介孔炭,势必会显著增强其应用价值。本文主要阐述了以胶晶为主体模板制备三维有序大孔炭的各种路径;采用双模板法将介孔引入大孔通道内获取三维有序大孔-介孔炭;探索影响孔结构参数的主要因素,并与各种功能材料复合增强其性能;着重对三维有序大孔炭及大孔-介孔炭在环境净化和新型能源转化与储备领域的应用进行概述。     

Measurement of the film tension of foam films in dynamic conditions

The method for direct measurement of the film tension of foam films has been developed with a view to measuring the film tension in dynamic conditions. The new method allows the determination of the dynamic film tension when the curvature radius, the contact line radius, and the area of the film increase or decrease with very different rates. Measurements with Newton black films from sodium dodecyl sulphate aqueous solution have been performed. The results show that in a wide range of variation rates of the film geometrical parameters the film tension remains constant.     

黑膜厚度与膜表面张力关系的研究

用微干涉测量技术直接测定楔压等温线,研究了电解质浓度对阳离子表面活性剂TTAB在浓度大于cmc时形成黑膜厚度的影响及膜表面张力与溶液表面张力之间的差别.结果显示,黑膜厚度取决于楔压和电解质浓度,随着楔压的增加,液膜厚度减少至一定程度后几乎保持不变,表明黑膜类型的转化是阶跃式的,而电解质屏蔽了液膜两个表面电荷层间的排斥作用,故电解质浓度增加,液膜厚度变小.由楔压等温线得出的膜表面张力的结果说明一般黑膜的表面张力与溶液的表面张力并无明显差别.     

聚苯胺在聚酰亚胺膜基体表面的原位沉积成膜机理

采用分散聚合方法,在聚酰亚胺(PI)膜基体表面原位成膜,制备聚苯胺-聚酰亚胺-聚苯胺(PANI-PI-PANI)导电复合膜.通过反应历程跟踪、扫描电镜(SEM)及静滴接触角-界面张力测量仪研究了PANI在PI基体表面原位成膜的过程及其驱动力.结果表明,PANI在PI基体表面的成膜过程有3个阶段:含苯胺的结构单元(包括An盐酸盐、An阳离子自由基及低聚物)在PI表面吸附成核阶段、膜快速增长阶段和增长完成阶段;PANI膜由PANI小颗粒逐渐堆积而成,直至覆盖整个PI膜表面;PANI成膜的主要驱动力来自亲水-疏水相互作用.     

大分子自组装成膜技术及膜结构的影响要素

综述了化学吸附,分子沉积,旋涂和接枝成膜等四种大分子自组装成膜技术,并详细介绍了成膜基材,大分子及其溶液性质和温度对大分子自组装膜结构的影响。     

Formulation and Characterization of Nicotine Microemulsion-Loaded Fast-Dissolving Films for Smoking Cessation

The present study aimed to develop a nicotine microemulsion (NCT-ME) and incorporate it into a fast-dissolving film. The NCT-ME was prepared by mixing the specified proportions of nicotine (NCT), surfactant, co-solvent, and water. The NCT-ME was measured by its average droplet size, size distribution, zeta potential, and morphology. NCT-ME fast-dissolving films were prepared by the solvent casting technique. The films were characterized by morphology, weight, thickness, disintegration time, and mechanical strength properties and the determined NCT loading efficiency and in vitro drug release. The results showed that almost all NCT-MEs presented droplet sizes of less than 100 nm with a spherical form, narrow size distribution, and zeta potentials of −10.6 to −73.7 mV. There was no difference in weight and thickness between all NCT-ME films, but significant changes in the disintegration times were noticed in NCT40-Smix[PEG-40H(2:1)]10 film. The mechanical properties of films varied with changes in type of surfactant. About 80% of the drug release was observed to be between 3 and 30 min. The drug release kinetics were fitted with the Higuchi matrix model. The NCT40-Smix[P-80(1:1)]10 film showed the highest dissolution rate. It was concluded that the developed ME-loaded fast-dissolving film can increase drug release to a greater extent than the films without ME.     

系列烷基多硫化物形成的摩擦膜和热膜的XANES分析

采用X射线吸收精细结构光谱(XANES)对不同硫含量的系列烷基多硫化物与钢表面在70 ℃和150 ℃反应的热膜以及摩擦膜进行了分析. 结果表明, 在70 ℃和150 ℃下生成的热膜的主要成分是FeSO4或Fe2(SO4)3, 温度的升高会增大生成的热膜厚度; 生成的摩擦膜成分主要是铁的硫酸盐、二硫化铁和亚砜的混合物. 添加剂分子中硫含量的提高可以增大生成的热膜和摩擦膜的厚度.     

GaN薄膜的两步法制备及其物性转变的研究

本实验通过水浴加热和简单化学气相氨化两步法,在旋涂有ZnO的Si衬底上成功合成了由排列整齐纺锤体形貌的GaOOH构成的薄膜,然后在950℃下对样品进行氨化得到由排列整齐纺锤体组成的GaN薄膜。然后对氨化前后样品的形貌,结构和光学性能分别通过FESEM、EDS、TEM、XRD和PL谱进行了表征。结果表明:水热生成的GaOOH薄膜是由纺锤体形状GaOOH紧密排列形成,该纺锤体形状GaOOH有直径大约600 nm,长约为1.5~2μm。氨化前后样品的形貌没发生太大的变化;但晶体结构由正交晶系相GaOOH转变为六方纤锌矿GaN;而且发光峰也由较宽的绿光峰转变为中心为365 nm的蓝光峰,这主要是由于样品由正交晶系相GaOOH转变为六方纤锌矿GaN引起的。最后对排列整齐的锤体形构成的GaOOH薄膜的形成机理以及GaOOH向GaN的转变过程发生的化学反应做了简单的探讨和分析。     

Bismuth Film Voltammetric Sensor on Pyrolyzed Photoresist/Alumina Support for Determination of Heavy Metals

Voltammetric sensors based on bismuth film electrodes are an attractive alternative to other sensors for application in electroanalysis of heavy metals. Bismuth film electrodes can be formed by a similar method on the same substrates as mercury. These systems were used most frequently for simultaneous determination of heavy metals such as Pb, Cd and Zn by anodic stripping voltammetry. Our voltammetric sensor was fabricated on an alumina substrate. A photoresist film prepared by pyrolysis of positive photoresist S‐1813 SP15 on the alumina substrate was used as an electrode support for bismuth film deposition. The influence of the Nafion membrane on the measurement sensitivity of the sensor and mechanical stability of the bismuth film were investigated. The sensor was successfully applied for determination of Pb, Cd and Zn in an aqueous solution in the concentration range of 0.2 to 10 µg L^?1 by square wave anodic stripping voltammetry on an in‐situ formed bismuth film electrode with Nafion‐coating. Parameters of the sensor such as sensitivity, linearity, detection limit, repeatability and life‐time were evaluated. In the best case, the detection limits were estimated as 0.07, 0.11 and 0.63 µg L^?1 for Pb, Cd and Zn, respectively. Finally, the applicability of the sensor was tested in analysis of Pb, Cd and Zn in real samples of tap and river water using the method of standard additions.     

石墨烯分散液及其组装膜的性能

通过对比表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯醇(PVA)对石墨烯的分散能力,发现SDS可有效避免石墨烯片层之间的团聚,使得石墨烯在水溶液中分散得更加均匀.将浓度分别为0.39和0.30 mg/m L的石墨烯(G)和石墨烯片(GF)的SDS分散液旋涂在ITO电极表面制备出G膜和GF膜.透射电子显微镜和原子力显微镜观测结果表明,两类石墨烯膜均呈现出纱状透明的片状结构,同时具有石墨烯特有的褶皱.在石墨烯膜上继续进行钌配合物分子膜的自组装实验,得到G/Ru复合膜和GF/Ru复合膜.采用循环伏安法及紫外-可见吸收光谱法对石墨烯复合膜进行光电化学分析,结果表明石墨烯膜与钌配合物分子膜的复合可有效加强薄膜对太阳光的吸收.     

Kinetics of the TiO2 films growth at the hydrothermal hydrolysis of TiOSO4

Thin TiO₂ films were produced on different supports (quartz, silicon, plexiglas plates, stainless steel mesh) by controlled hydrolysis of TiOSO₄ at 80°C. The influence of TiOSO₄ concentration in the range of 0.003-0.04 M and concentration of H₂SO₄ in the range of 0.002-0.04 M on the kinetics of the TiO₂ film growth was investigated. It was found that typical kinetics of TiO₂ film growth follows the sigma type and the delay time τ_ind depends on the reagent concentrations. The existence of induction period could result from the process of nucleation of hydrated titanium oxide molecules with formation of heterogeneous colloidal metatitanic acid TiO₂·xH₂O. Analysis of the kinetics was performed including the autocatalytic stage of colloidal metatitanic acid formation. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.