多功能复合微球及中空微球的制备与性能

摘要：采用磺化聚苯乙烯（Ps）微球为模板制备出了以Fe304-PANi（聚苯胺）为壳,PS为核的具有核壳结构多功能Fe304．PANi／PS复合微球．采用溶剂抽提溶解去除Ps核得到Fe304．PANi具有导电导磁双功能中空微球．中空微球空腔尺寸大小一致,约为190nm,壳层厚度约30nm．通过控制Ps模板磺化时间来同步控制微球空腔大小和微球壳层厚度．Fe304-PANi／PS复合微球及中空微球具有良好的导电性和超顺磁性．所制备的中空Fe304微球及中空Fe304-PANi微球对模拟污水浊度去除率分别达到84．2％及86．9％．     

CdS包覆SiO_2核/壳和空腔结构纳米球制备及发光性能

以Stber法制备的SiO2纳米微球为模板,利用二氧化硅模板表面的静电吸附作用,采用层层自组装法,生成厚度可控的硫化镉纳米晶包覆层,制备出CdS包覆SiO2核/壳结构及Mn2+掺杂CdS核/壳结构纳米球.利用牺牲模板法,以HF为蚀刻剂,还可控制备出CdS空腔纳米结构和Mn2+掺杂的空腔纳米结构.采用XRD、EPR、TEM、SEM、Uv-Vis和PL等测试手段对所得核/壳与空腔纳米结构的组份及微结构进行分析和表征.Mn2+掺杂CdS核/壳结构样品的EPR谱可见6条谱线,g因子约在2.002~2.005,这6条超精细结构谱线来自占据Cd2+格位的Mn2+离子,可归属于Mn2+中允许的磁偶极跃迁.Uv-Vis谱分析结果显示CdS空腔结构纳米球的吸收边相比CdS体材料发生很大程度蓝移,且禁带宽度增大.CdS空腔纳米结构的PL谱分析结果表明在530 nm处出现一个较宽的发射带,可归属于CdS空腔纳米结构的表面缺陷态发射;相对于实心纳米结构,CdS空腔纳米结构的荧光强度明显增强.Mn2+掺杂CdS空腔纳米结构的荧光发射光谱表明,当Mn2+掺杂量相对于CdS物质的量之比为2.0%时,其荧光强度最大.CdS包覆SiO2核/壳结构及CdS空腔结构纳米材料在光子晶体、生物荧光标记及生物催化等技术领域具有潜在的应用前景.1     

单分散C/ZnO/ZnS复合空心微球及其颗粒薄膜的制备与表征

以磺化聚苯乙烯(SPS)微球为模板,通过在其表面包覆ZnO壳层然后部分离子置换硫化,得到了单分散SPS/ZnO/ZnS复合空心微球,并以油-水界面自组装法制备了SPS/ZnO/ZnS复合空心微球薄膜,在氩气气氛下煅烧,分别得到了形貌规整的单分散C/ZnO/ZnS复合空心微球粉末和致密的C/ZnO/ZnS复合空心微球颗粒薄膜.以TEM,SEM,XRD,EDS,HRTEM,紫外-可见光谱等对空心微球及薄膜的形貌、组成和结构进行了表征.结果表明,无定型C、六方纤锌矿ZnO和闪锌矿ZnS在空心微球壳层均匀分布.与ZnO空心微球颗粒薄膜相比,ZnS的复合使得C/ZnO/ZnS空心微球薄膜在紫外区的吸收性能有一定提高.     

胶态晶体的研究进展

胶态晶体是一系列排布有序的周期性结构,因作为一种自组装材料具有潜在应用被广泛关注,使得人工合成胶态晶体成为近年来的研究热点。对胶态晶体的结构单元(单分散硬质微球、核-壳型微球以及大小微球等)和制备方法(溶剂挥发自组装和外界场力自组装)等方面进行了综述。     

胶态晶体模板法制备三维有序大孔钙钛矿锰材料

以单分散的聚苯乙烯(PS)胶态微球自组装得到三维有序排列的胶态晶体为模板,采用胶态晶体模板法制备出三维有序大孔(3DOM)的钙钛矿锰材料。利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外/可见/近红外分光光谱仪和X射线衍射仪等技术对PS微球的粒径分布、PS胶态晶体和3DOM材料的表面形貌、光谱性能和晶体结构等进行了测试。测试结果表明:合成的PS微球粒径大小非常均匀,自组装得到的胶态晶体模板形成面心立方密堆积结构,得到的3DOM材料形成三维空间网状结构,孔结构均匀;同时,制备的PS胶态晶体具有较好的光子禁带效应,3DOM材料已形成单相钙钛矿晶体结构。     

聚苯乙烯-丙烯酸磁性高分子微球的制备

磁性高分子微球兼具高分子微球的表面功能性和磁响应性,是一种新型生物高分子材料,在生物分离工程和生物医学工程中展现出独特的优势。聚苯乙烯-丙烯酸磁性高分子微球采用分散聚合法,以Fe3O4磁流体为磁核,苯乙烯-丙烯酸共聚物为高分子壳层,制备复合微球。通过形貌和粒径、分子量及固含量的分析,结果表明微球尺寸较小、粒径分布窄、化学稳定性好、表面含有丰富的功能基团,提高了磁性微球的极性。     

利用带自由基的线型聚苯乙烯链为模板制备聚苯乙烯核-聚（N-异丙基丙烯酰胺）壳微球的初步研究

利用线型聚苯乙烯链从非极性溶剂进入极性溶剂能缩聚成团的特性,将带有自由基的聚苯乙烯链泵送入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)溶液中,以缩聚成团的聚苯乙烯作为模板,由链端自由基引发单体NIPAM的聚合,得到了聚苯乙烯核-聚(N-异丙基丙烯酰胺)壳微球.初步探索了苯乙烯(St)浓度和搅拌速度对微球成型的影响.结果表明:利用此方法制备微球具有可行性.     

微凝胶模板法制备具有特殊表面形貌的CdS有机-无机复合微球

采用反相悬浮聚合法合成了包埋有Cd2+的中性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶和阴离子型聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸)(P(NIPAM-co-MAA))微凝胶.以这2种微凝胶为微反应器,通过外源导入法通入H2S气体,引发CdS沉积反应,制得具有不同表面形貌的有机-无机复合微球.扫描电镜观察表明:微球表面图案结构形貌与模板的性质有关,微球的尺寸在50 μm左右,且具有类核-壳结构.X射线衍射分析表明复合微球中的CdS呈晶态,属立方晶形.微球具有CdS荧光特征,模板本性对微球荧光有一定影响.     

金纳米粒子在聚合物微球上的自组装

本文在不添加任何稳定剂的情况下利用蒸馏沉淀聚合法,合成了表面带有大量活性羟基的聚合物微球。所得到的微球通过丙烯酰氯酯化其表面的羟基引入碳碳双键,然后在pH=10-11的条件下在双键加成硫化氢从而成功制备了单分散的表面带疏基的聚合物微球。利用疏基和Au之间强的相互作用,将金纳米粒子自组装与微球表面。     

In2S3纳米晶自组装微球的无模板水热法制备及其光催化性能研究

以氧化铟、盐酸和硫脲为原料,采用简单、无模板的水热法于140℃、160℃恒温24 h分别得到In2S3纳米自组装成的不同形貌微米球。产物通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其结构和形貌进行表征.XRD结果表明:两种产物均为纯相立方晶相的In2S3.SEM结果表明:于140℃、恒温24 h得到In2S3纳米粒自组装微球,微球直径约3～4μm.纳米粒大小约20 nm;于160℃恒温24 h也得到In2S3纳米粒自组装形成的微球,微球大小约2.5～10μm,纳米粒大小20～200 nm.以亚甲基蓝-乙醇溶液为模型污染物,考察In2S3在紫外灯照射下的光催化性能.     

Pickering乳液法原位制备载药磁性SiO_2空心球及缓释性能

采用共沉淀法制备纳米Fe3O4颗粒,然后通过Pickering乳液模板法原位将布洛芬和纳米Fe3O4颗粒包覆在SiO2空心球中,制备出载药磁性SiO2空心球,对其组成、结构及药物释放性能进行了表征。研究结果表明:载药磁性SiO2空心球粒径大小平均为2μm,壁厚约为240 nm,内含布洛芬;原位载药可使空心球的壁厚增加;该材料适合用作药物的载体,具有缓释效果。     

窄分散共聚倍半硅氧烷微球的制备与形成机理

将氨丙基三乙氧基硅烷(APS)和苯基三乙氧基硅烷(PTES)在碱催化下水解共缩聚,制备了窄分散的聚氨丙基/苯基倍半硅氧烷(PAPSQ)微球.采用扫描电镜和粒度分析仪研究了APS/PTES摩尔比、水/硅摩尔比、共溶剂、四甲基氢氧化铵(TMAOH)浓度和单体总浓度等反应条件对PAPSQ微球形貌和大小的影响,并对PAPSQ微球在不同反应条件下的形成机理进行了探讨.结果表明:APS/PTES摩尔比为1/4、水硅摩尔比为50、TMAOH浓度为0.025 mol/L、单体总浓度为0.25 mol/L、以乙醇为共溶剂时,PAPSQ微球粒径在0.7～1.0μm之间,呈窄分散性;以氨水为催化剂、异丙醇为共溶剂时,产物微球粒径较大,粒径分布较宽;较低的水硅摩尔比和TMAOH浓度下,只形成部分球形粒子;两单体总浓度过高时,难以形成微球.     

合成条件对SiO_2介孔空心微球形貌及结构的影响

以十二胺为主模板剂、聚乙二醇1000为辅助模板剂合成了具有介孔孔壁、比表面积高达951m2/g的空心二氧化硅微球(HSSM).考察了温度、浓度、溶剂等合成条件对HSSM结构及形貌的影响.实验结果表明:合成温度及溶剂对HSSM的结构及形貌影响显著;最佳的水/乙醇体积比为5∶2,此条件下可得到外表光滑、有序度高的空心微球;水/乙醇体积比高于6∶1时,空心微球形貌不规整,有序度也较低;水/乙醇体积比低于4∶3时,得到有序度良好的褶皱状形貌介孔材料;最佳的合成温度约为30～40℃,低于该温度时合成的样品难以形成空心微球结构,而高于该温度时空心微球结构将受到破坏;混合模板剂浓度增加到0.038mol/L及以上时,可以得到空心微球,否则只能得到实心微球.     

SiO2-Al2O3/HA空心微球的制备及相关机理研究

采用化学沉积技术在SiO2-A12O3空心微珠表面沉积羟基磷灰石获得SiO2-A12O3/HA空心微球.结果表明羟基磷灰石以颗粒状均匀地沉积在空心微珠表面,且所得微球仍具有理想的球形结构;SiO2-Al2O3/HA空心微球中除构成SiO2-A12O3空心微珠的主要组分(3Al2O3·2SiO2、SiO2)及羟基磷灰石外...     

分散聚合两步法制备壳交联聚合物微球及自模板制备空心球

采用分散聚合两步加料法,在单体苯乙烯(St)转化率达80%以上时加入交联剂二乙烯基苯(DVB),以未交联内核自身为模板,制备了PS核-P(St-DVB)壳(壳交联)结构微球。然后使用PS的良溶剂THF将未交联内核溶出后,制得了结构规整的空心聚合物微球。采用扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)观察了所得核-壳、空心球的形貌,探讨了核-壳聚合物微球制备过程引发剂用量、单体浓度及交联剂用量对最终所得空心球形貌的影响。结果表明:增大引发剂用量,微球内核聚合物的分子量减小,内核容易溶出;增大起始单体浓度,壳层交联剂含量相对减小,所得空心球易破裂,刚度下降;单体浓度过低可使交联层致密,不利于内核聚合物溶出,得到蜂窝状空心球;交联剂用量增加,所得空心球的刚度和壁厚增加。     

聚乳酸／双亲性葡聚糖中空纳米囊泡包载亲水性药物及释放

亲水性药物包载是缓释纳米微粒制备的难点，通过共透析胆固醇改性葡聚糖和聚乳酸得到表面多糖修饰的中空纳米囊泡，在透析过程中以氯化钆溶液代替水相，所得纳米囊通过透射电子显微镜观察和热失重分析测试，证明氯化钆可包载于中空纳米囊泡的亲水性内核，且在纳米囊泡壁形成微孔道．将此纳米囊对亲水性药物头孢拉定反透析，药物通过微孔道扩散进入内核得到载药纳米囊．药物释放研究表明，纳米囊泡使亲水性药物持续释放24h以上，具有缓慢释放的特性．     

磁性瓜尔胶复合微球的制备及其性能研究

采用化学共沉淀法制备了纳米磁性Fe3O4粒子,并用硅烷偶联剂对其进行表面修饰。以Fe3O4作为磁性内核,以戊二醛作为交联剂,采用反相悬浮交联法制备了Fe3O4-阴离子瓜尔胶磁性微球,并用红外光谱、扫描电镜和磁学性质测量系统对样品进行了表征。通过对阿司匹林模型药物的负载实验,发现修饰后的Fe3O4-阴离子瓜尔胶磁性微球具有较好的载药性。     

ZnS/PbS核壳结构微球的制备和表征

用简单两步法制备ZnS/PbS核壳结构复合微球,采用SEM、EDS、TEM、XRD、FT-IR和固体紫外等测试手段对核壳结构复合微球样品进行性能表征,发现所得复合微球由ZnS核和PbS壳构成,其平均粒径约为8μm;而且具有中空结构的ZnS微球表面被很多细小的PbS颗粒包覆形成核壳结构。UV-vis表明ZnS/PbS核壳结构复合微球在紫外-可见光区都有良好的吸收,说明其在光电器件领域中将会有很好的发展前景。另外,还探讨了复合微球形成的机理。     

磁性温敏复合微球的制备及磁场作用下的药物缓释行为

采用无皂乳液聚合的方法将Fe3O4与温敏性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺共聚物[P(NIPAAm-co-Am)]复合,制备了具有核壳结构的磁性温敏复合微球,并研究了其在60kHz,6.5kA·m-1交变磁场作用下的磁热性能和药物缓释行为.结果表明,所制备的Fe3O4/P(NIPAAm-co-Am)复合微球具有良好的磁热性能,20min内即可使自身温度升高到温敏聚合物的最低临界溶解温度(LCST),约为42°C.复合微球在连续和间歇磁场作用下的药物释放行为显示,间歇性施加磁场能够延长药物的释放周期,而且能够有效增大药物的积累释放量.因具有良好的磁热和药物缓释性能,所制备的聚合物微球有望同步实现肿瘤热疗和化疗药物的可控释放.     

囊泡模板法制备纳米/微米级酚醛树脂中空球

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)分子自组装形成的囊泡为模板, 用氨水溶液提供缓冲环境, 甲阶酚醛树脂为前驱体, 控制表面活性剂配比, 反应温度和时间不变, 通过改变搅拌速率得到纳米/微米级酚醛树脂多层中空球, 并利用X射线衍射仪（XRD）、 透射电子显微镜（TEM）、 扫描电子显微镜（SEM）、 比表面积和孔隙分析仪、 热重分析仪（TGA）对所得微球进行表征. 结果表明： 酚醛树脂中空纳米球的粒径为50~60 nm, 球壳厚度约为10 nm； 酚醛树脂中空微米球分为单室和多室两种形貌, 单室中空球粒径为2~5 μm, 多室中空球粒径可达10 μm, 球壳厚度约为500 nm; 两种形貌的酚醛树脂中空球的球壳均为多层周期结构.