纳晶纤维素的功能化及应用

纳晶纤维素(NCC)是一种由价廉的可再生原料制备得到的棒状纳米材料。NCC表面存在的羟基使其可直接进行化学修饰,也可作为生物模板组装负载无机纳米粒子,这赋予了NCC更多的功能。本文对NCC表面组装负载无机纳米粒子的研究进行了重点归纳。NCC具有独特的尺寸结构,优异的强度性质和物理化学性质,毒性较低,没有明显的环境问题,在众多领域有重要的应用价值。本文全面阐述了NCC在复合增强、绿色催化、光电材料、酶固定化、抗菌和医用材料、生物传感器、荧光探针和药物释放等方面的应用,并对其稳定性、相容性和毒性等实际应用性能进行了相应的探讨。     

4-四氢喹啉酮的合成及发光性能

对喹吖啶酮结构改造合成了新型结构荧光体4-四氢喹啉酮,对其吸收光谱及荧光光谱进行了研究,发现该化合物的吸收峰及荧光发射峰随溶剂极性的增加而不断红移,表明荧光来源于分子内激发态电荷转移发光.该化合物在固态即显示荧光,表明经结构改造后,消除了喹吖啶酮类的固态荧光猝灭效应.4-四氢喹啉酮结构简单,易于合成和结构修饰.这对于寻找新的主体荧光发射材料具有重大意义.     

高压静电喷雾法制备天然纤维素微球及影响因素研究

以绿色环保的碱脲体系溶解天然纤维素,并采用高压静电喷雾法制备再生纤维素微球.主要探讨了表面张力、静电力、溶液黏度和推进速度对微球形态和粒径的影响,并用扫描电镜、红外光谱和X射线衍射图谱进行了表征.结果表明,溶液表面张力的降低会使得微球粒径减小,其中粒径减小的程度与溶剂体系的挥发程度和溶液的均一性相关;同时,微球粒径随着静电力的增大呈减小趋势,而随着推进速度增加粒径呈单调上升趋势;微球形态与溶液黏度密切相关,当溶液黏度下降时,微球球形度下降,由球形变为楔形甚至带状结构,并且平均粒径有所减小,粒径分布增大.此外,再生后的纤维素微球具有良好的多孔性结构,纤维素化学性质没有发生改变,但晶型从纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ.     

基于水溶性多金属氧酸盐的光催化燃料电池

以水溶性多金属氧酸盐作为光催化剂和电子载体构建了一种新型光催化燃料电池.该光催化燃料电池发生燃料的均相光催化降解反应,可实现在无光照情况下的持续放电.使用生物柴油副产物甘油作为燃料时,该光催化燃料电池的输出功率达0.24 m W/cm~2.在持续光照条件下,电池可长时间运转近50 h,电流稳定在0.75 m A/cm~2以上.甘油在电池中可持续循环放电,根据实际的反应程度可被转化为醛和酸,进一步氧化得到COx.对多种有机燃料的应用表明该光催化燃料电池具有广泛的适用性.     

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.     

1,2,3,4-四氢喹啉-4-酮衍生物的线性及非线性光学性质

合成了一系列具有刚性结构的推拉型1,2,3,4-四氢喹啉-4-酮衍生物: 1-苄基-1,2,3,4-四氢喹啉-4-酮(BTHQ)、2-(1,2,3,4-四氢喹啉-4-叶立德)丙二腈(THQM)、1,6-二羰基久洛尼定(DOJ)和1,6-二(二氰甲烯基叶立德)久洛尼定(BDCJ).测定了其吸收光谱、单光子荧光光谱和双光子上转换荧光光谱. 这类化合物的单双光子荧光参数都存在着很强的、规则的溶剂效应, 表明分子激发态可能存在较大的极性. 它们的二氯甲烷溶液在800 nm飞秒激光(150 fs)照射下, 能够发射出很强的双光子上转换荧光. 采用非线性透过率法测得四个化合物的双光子吸收截面在0.83～23.95×10－50 cm4•s•photon－1之间. 这类化合物的激发态存在有效的分子内电荷转移, 对双光子吸收和双光子荧光发射有较大贡献.