仿生光响应智能纳米孔道的构筑及应用

在生命体中,很多生物过程都和光息息相关,例如光合作用过程和视觉感受系统等,而这些过程大都由生命体中对光敏感的蛋白质离子通道主导。近年来,受这些蛋白质离子通道的启发,具有光响应性的仿生智能固态纳米孔道广受关注。光响应纳米孔道具有灵活的空间和时间可控性,除了和生命过程息息相关,还在能源存储与转化、药物可控释放和分离等方面显示了巨大的应用前景。本综述主要从材料属性出发阐述光响应仿生智能纳米孔道的构筑和分类,并对其应用进行总结和展望。     

石墨烯及其聚合物纳米复合材料

石墨烯是一种新型的二维纳米碳材料,具有优异的机械性能、电性能和热性能等,是聚合物纳米复合材料的理想填料。近年来,石墨烯/聚合物纳米复合材料成为聚合物基纳米复合材料的研究热点。本文对石墨烯及其聚合物纳米复合材料的研究进展进行了综述。首先概述了石墨烯的不同制备方法及石墨烯的共价与非共价改性途径。然后重点总结了石墨烯/聚合物纳米复合材料的常用制备方法及其机械性能、导电性、导热性、耐热性及阻隔性能。最后,对该领域所存在的问题进行了总结,并展望了其发展趋势。     

超疏水导电聚苯胺的界面聚合

采用界面聚合和无模板法相结合的方法, 以具有疏水链的全氟癸二酸(PFSEA)为掺杂剂, 通过调节苯胺单体和FeCl₃氧化剂的浓度实现了聚苯胺三维微/纳米结构形貌和尺寸的可控制备. 扫描电子显微镜测量结果显示, 聚苯胺是由一维纳米纤维自组装形成的三维微球结构; 红外吸收光谱和紫外-可见吸收光谱结果表明, 聚苯胺微球为掺杂态. 室温下, 该微/纳米结构聚苯胺微球的电导率为 9.6×10^-3 S/cm, 表面水接触角为161.4°, 表现出半导体特性和超疏水性.     

溶剂蒸汽退火法制备有机小分子半导体单晶

溶剂蒸汽退火(Solvent Vapor Annealing, SVA)是一种经济高效的小分子半导体晶体生长制备方法. 本工作通过该方法制备出了多种小分子有机半导体单晶, 通过偏光显微镜, XRD, TEM 和 AFM对得到的单晶的形貌和晶体结构进行了表征. 此外, 我们对退火所用溶剂的溶解度、蒸汽退火的环境温度和聚合物介质的引入等影响因素进行了讨论. 研究发现, SVA过程中随着退火溶剂对有机半导体的溶解度增大, 得到的晶体尺寸也随之增大; 此外, 当退火温度升高, 晶体生长速度加快, 但当温度接近溶剂蒸汽的沸点时, 晶体极易产生缺陷; 聚合物的引入可以大大促进SVA进程, 并且生长得到的有机半导体单晶缺陷更少, 尺寸更大.     

超亲水TiO2和TiO2-SiO2表面的动态润湿性

1997年, Fujishima研究组[1]发现TiO2表面经UV光照射能产生较强的亲水性, 同时具有较高的亲油性, 即经UV光照射后的TiO2表面具有超双亲的性质. 这种防雾和自清洁性在工业上应用广泛, 已引起了人们的极大兴趣[2～5]. 进一步的研究发现, 超亲水的TiO2表面在暗处放置会变为疏水表面. 对于这个问题, 除了可以通过UV光照[6]、氩离子或电子束溅射[6]和高温热处理[5]等恢复其超亲水性外, 还可以通过添加摩尔分数为10%～30%的SiO2有效地降低TiO2表面的接触角, 提高UV光诱导的超亲水表面在暗处的稳定性能[3]. 另外, 诱导TiO2的亲水性需要较强的UV线强度(如太阳光), 使它在室内应用受到限制. 为了在室内实现TiO2的自清洁功能, Watanabe等[4]发现在TiO2中添加WO3可使TiO2在室内的照明光下也能实现亲水性转变. 以上这些研究成果为TiO2在工业和生活上的实际应用提供了重要的科学依据. 然而, TiO2的防雾和自清洁功能的实现同时也受其动力学性质的制约.     

染料敏化的TiO2纳米管薄膜的光电浸润性

采用阳极氧化法在钛箔表面制备TiO2纳米管阵列, 并在其表面修饰N3染料(Ruthenium dye)作敏化剂, 用氟硅烷来提高表面疏水性, 获得超疏水薄膜. SEM测定结果表明, 纳米管薄膜具有各向异性浸润结构, 同时阳极氧化的非均匀性增加了表面的粗糙度. UV-Vis吸收光谱及电化学阻抗谱结果表明, 薄膜具有优异的光电性能. 通过施加超过一定阈值的电压, 液滴在薄膜表面由超疏水状态转变为亲水状态. 利用光电协同激励作用时, 阈值电压比单独使用电激励时降低了10 V, 这是使用高效的N3染料光电敏化层的结果.     

活性炭纤维填充床脱除水中酚类化合物及填充床的再生初探

研究了活性炭纤维填充床脱除水中酚类化合物及其填充床的再生方法。结果表明当平衡浓度变化范围为0到0.8kg/m^3时,吸附等温线符合Langmuir型;用乙醇或热的NaOH稀溶液可再生被酚饱和的活性炭纤维填充床,再生效率达90％以上,建立了考虑轴向弥散、纤维内扩散和外膜传质阻力的填充床数学模型,模型由正交配置方法离散,Gear方法求解以预测穿透曲线。模型预测值与实验数据吻合较好,结果确认轴向弥散是影响活性炭纤维填充床穿透曲线的主要因素。     

矩形域与三角域Bezier曲面间的PPG~n变换

1．引言曲线,曲面间的几何连续性问题近几年来引起人们的广泛注意和兴趣［1－10］．在1984年国际CAGD会议上R．E．Barnhill和G．Farm将它列为计算几何尚待解决的重大问题之一．一方面是由于在CAGD中总希望所构造的曲线和曲面有更多的自由度或者有更多的几何控制参数以便使设计人员能自由地控制所要设计的对象的几何形状;另一方面是由于需要研究自由曲线曲面间的基于几何连续的拼接和各种形式的连续过渡曲面来构造更为复杂而灵活的曲线,曲面和几何体山．几何连续性的定义在不同的论文中不尽相同,但其本质是非奇异参数变换下的不变…     

TiO2超微粒子界面电荷行为的研究

物体的粒径超微到纳米量级时,其许多原有的物性消失,并产生“介观现象”,这可能有两个最根本的原因:即“尺寸效应”与“表面效应”,当粒子尺寸在～10 nm时,它的粒径恰好与电子的德布洛意波波长(～12 nm)相匹配,粒子成为“量子点”,量子效应明显.同时,表面原子数与体相原子数之比显著改变,这两种效应都影响材料的电子行为,本文利用表面光电压谱技术(SPS)对TiO_2超微粒子的光伏响应特性、谱带归属及界面电子行为进行了研究。     

低聚噻吩酸敏化多孔TiO2膜的光电转换性能

自从 Gratzel等 [1 ]于 1991年发现染料敏化的 Ti O2 膜具有良好的光电转换性质以来 ,对染料敏化半导体太阳能电池的研究已成为半导体电化学领域的研究热点 [2～ 4] ,这类电池的光电转换效率不断提高[5,6] .但具有较高转换效率的器件多是采用液体电解质和价格昂贵的联吡啶钌化合物作为染料 ,不利于其实际应用的推广 .采用聚噻吩作为电解质 ,并兼敏化作用组装电池已见报道 [7] .低聚噻吩酸具有一定的电导率 ,其分子连有端基羧酸 ,能有效地与 Ti O2 表面羟基作用而吸附 ,同时它们在可见光区有较好的吸光特性 ,是一种潜在的、具有敏化效应…