抗静电聚苯胺改性羊毛纤维的制备

采用原位吸附聚合方法,以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,制备抗静电聚苯胺改性羊毛纤维,并对所得纤维的抗静电性能及水洗性能进行考察.结果表明,聚苯胺在羊毛纤维上原位自组装生成,均匀分散且紧密包覆在羊毛纤维表面,改性纤维具有优良的耐水洗性.该制备方法的单体原料易得,合成工艺简单,适于批量生产.     

氧化剂用量和酸浓度对聚苯胺纳米纤维结构和电性能的影响

采用界面聚合法制备了聚苯胺纳米纤维,详细研究了不同氧化剂／单体摩尔比和盐酸浓度对制得聚苯胺的形貌、分子结构和电导率的影响。结果表明：界面聚合过程中,较低的氧化剂／单体摩尔比（≤1：4）和较高的盐酸浓度（≥1mol／L）有利于生成结构规整和较高电导率的聚苯胺纤维;而在氧化剂用量较高和盐酸浓度较低时,聚苯胺纤维形成的同时,伴随着吩嗪类物质和苯胺齐聚物的生成,产物呈现聚集结构,其电导率也较低。     

室温固相合成形貌可控的CuO纳米晶及其表征

通过室温固相反应法成功制备出具有一维棒状和球型状的CuO纳米晶.研究结果表明,在反应过程中,表面活性剂对CuO纳米晶的形貌起着决定性的作用.当反应过程在表面活性剂聚乙二醇400液态环境中进行时,所制备的CuO为一维棒状纳米晶.纳米棒的直径为6～14 nm、长度为100～400 nm;当反应过程在表面活性剂聚氧乙烯9醚液态环境中进行时,则所制备的CuO为球形纳米粒子,纳米粒子的直径为4～11nm,平均直径为7 nm.用X射线粉末衍射和透射显微镜技术对所制备纳米晶的成分、晶相、形状和尺寸进行了表征分析.对不同形貌CuO纳米晶的形成机理作了深入的讨论,提出了CuO纳米棒的表面活性剂软模板诱导自组装生长机理.     

嵌段共聚物的超分子结构

主要介绍了制备An Bn或An Bn An型结构的嵌段聚合物超分子结构的两种经典方法 ,以及激光光散射、荧光探针、电子显微镜等仪器在超分子结构研究中的应用 .并结合小分子表面活性剂的胶束形成理论 ,从热力学角度对嵌段聚合物在溶液中的自组装过程给予理论解释 .其中包括著名的Halperin理论 ,Gennes对胶束半径的预测及Birshtein等提出的用标度理论对超分子结构形成过程的解释 .     

Monte Carlo模拟研究聚合诱导高分子自组装

使用Monte Carlo单格点模型模拟研究活性聚合的动力学过程,在聚合反应的同时,观察高分子在溶液中的自组装相行为.通过统计模拟聚合反应过程中的单体转化率、聚合物分子量、分子量分布等信息,证明聚合反应是可控的活性聚合.在聚合反应中,通过调控聚合反应概率、链段与溶剂之间的相容性等参数,观察到诱导组装形成的球状和柱状胶束.模拟研究验证了实验中观察到的聚合诱导自组装现象,揭示了聚合诱导自组装的动力学过程.研究结果证明,文中所建立的单格点Monte Carlo模拟方法,可以应用于研究聚合诱导高分子自组装相行为.     

Monte Carlo模拟研究聚合诱导高分子自组装

使用Monte Carlo单格点模型模拟研究活性聚合的动力学过程,在聚合反应的同时,观察高分子在溶液中的自组装相行为.通过统计模拟聚合反应过程中的单体转化率、聚合物分子量、分子量分布等信息,证明聚合反应是可控的活性聚合.在聚合反应中,通过调控聚合反应概率、链段与溶剂之间的相容性等参数,观察到诱导组装形成的球状和柱状胶束.模拟研究验证了实验中观察到的聚合诱导自组装现象,揭示了聚合诱导自组装的动力学过程.研究结果证明,文中所建立的单格点Monte Carlo模拟方法,可以应用于研究聚合诱导高分子自组装相行为.     

聚苯胺纳米纤维的界面聚合法合成及电化学电容行为

利用盐酸和四氯化碳的水/油两相界面,通过界面聚合法合成具有良好纳米纤维结构的聚苯胺,用这种聚苯胺纳米纤维为活性物质制备电极,以1 mol/L H2SO4水溶液为电解液组装超级电容器,通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等技术研究其电化学电容行为。研究结果表明,合成的聚苯胺的直径为50～100 nm,长度为500nm至几微米不等,且纤维之间相互交织缠绕,形成网状形貌;聚苯胺纳米纤维电极材料的功率特性与循环性能优于用传统化学氧化法合成的颗粒状聚苯胺材料的性能,在5 mA放电电流下,其比电容可达317 F/g,20mA放电电流下比电容仍维持300 F/g左右,500次循环容量衰减在4%以内。     

导电聚苯胺纳米管的界面法合成

在室温下，采用界面自组装聚合法首次成功制备了磷酸掺杂的导电聚苯胺纳米管，利用TEM．FT—IR，UV—Vis及四探针等技术对其结构和导电性能进行了表征．结果表明：由该法合成的聚苯胺具有纳米管结构，内外管径分别为20nm和120nm。长度在3～4μm，长径比为30：1；在室温下，电导率约为0．35S／cm．通过控制苯胺单体的浓度、掺杂剂酸的浓度和聚合反应时间能够实现对聚苯胺纳米管管长和管径的控制．     

低温固相合成形貌和晶相可控的CdS纳米晶

用表面活性剂为形貌控制剂,通过低温固相反应成功制备出具有不同晶相和形貌的CdS纳米晶.研究结果表明,在反应过程中,表面活性剂所形成的结构对最终纳米晶的形貌起着决定性的作用.若以表面活性剂聚氧乙烯9醚为形貌控制剂,则所制备的产物为立方晶系的β-CdS球形纳米粒子,纳米粒子的直径为5-15 nm;而用聚乙二醇400为形貌控制剂时,则所制备的产物为六方晶系的CdS纳米棒,纳米棒的直径为20-80 nm、长度为100-400 nm.用X射线粉末衍射和透射显微镜技术对所制备纳米晶的成分、晶相、形状和尺寸进行了表征分析.对不同形貌CdS纳米晶的形成机理作了深入的讨论,提出了CdS纳米棒的表面活性剂软模板诱导自组装生长机理.     

季铵盐胶束的制备及其抗菌性能研究

为了研究季铵盐胶束是以胶束的形式抗菌还是以胶束解体后的单体形式与细胞膜结合达到抗菌效果,制备了一种季铵盐表面活性剂,该表面活性剂可以自组装成非交联胶束,还可以通过含有酯键的交联剂获得表面交联胶束.交联胶束在脂肪酶的作用下能解交联形成解交联胶束.利用核磁共振氢谱和动态光散射对合成的表面活性剂进行了分析,通过最低抑菌浓度和透射电子显微镜探讨了胶束的抗菌性能.     

探究环状拓扑结构在聚合诱导自组装中的影响（英文）

近些年,聚合诱导自组装得到了广泛的关注,但使用环状聚合物作为聚合诱导自组装的大分子链转移剂的研究还尚未报道。为此,本文合成了环状和线形两种聚乙二醇大分子链转移剂,分别以甲基丙烯酸苄酯和2,3,4,5,6-五氟苯乙烯为单体进行可逆加成断裂链转移分散聚合,研究了拓扑结构对聚合动力学和嵌段聚合物组装体形貌转变的影响。研究发现,环状拓扑结构可以延长聚合诱导自组装过程的成核期,同时嵌段聚合物组装体的形貌转变也会被延迟,这可能是由于环状聚乙二醇具有更好的溶解性。     

短肽RADAl6-1A组装纤维长度与止血关系研究

目的：RADAl6—1为人工设计的含16个氨基酸残基短肽,可自组装形成稳定的长纤维水凝胶,并具有外科止血功能。主要探讨RADAl6—1自组装成长纤维的时间动力学变化特点及其与止血功能之间的关系。,方法：利用化学合成法人工合成RADAl6—1短肽,制备成短肽溶液,并经超声处理通过圆二色谱分析水溶液中短肽分子的结构特征;通过原子力显微镜扫描分析超声处理前后短肽材料的表面特征;利用流变力学分析短肽由单体自组装成长纤维的时间动力学变化特点。建立脊髓损伤出血和肝创伤出血动物模型,研究RADAl6—1自组装成纤维的长度与止血功能的关系。结果：圆二色谱结果表明,超声前后溶液中短肽均为β-折叠特征;原子力显微镜扫描分析发现RADAl6—1可自组装成长度（786．34±96．54）nm的长纤维,且被超声折断的纤维具有自组装成长纤维的能力;流变力学分析结果显示短肽RADAl6—1单体自组装成长纤维的过程与时间呈正相关,动物止血实验结果显示RADAl6—1自组装纤维长度与完全止血所需时间呈负相关。结论：短肽RADAl6—1溶液可迅速原位水凝胶化成长纤维状,并能在外科手术中作为止血剂迅速止血．     

纤维状碱式碳酸铝铵的低热固相合成及其超分子自组装特征

利用室温固相反应合成得到了纤维状的碱式碳酸铝铵(AACH).SEM照片显示AACH晶粒的平均直径为0.3μm,平均长度可达15μm的纤维.AACH经高温裂解只获得了平均粒径60 nm左右的等轴氧化铝颗粒,没有获得氧化铝纤维或者晶须.分析认为本实验所获得AACH纤维系由6nm左右的AACH纳米晶作为结构单元通过超分子自组装而得到的超分子纤维,而并非单晶的纤维,因此,AACH在经过高温裂解后只能形成氧化铝颗粒.     

聚吡咯/L-半胱胺酸/二硫醇混合自组装膜修饰电极制备的电化学研究(英文)

在不同比例 L-半胱胺酸 /二硫醇混合溶液中制备了混合自组装膜修饰电极。经过 L-半胱胺酸的还原脱附后 ,利用循环伏安技术研究了吡咯在 L -半胱胺酸 /二硫醇自组装膜修饰电极表面聚合的过程和影响聚合的几个因素。实验结果表明 ,下面的几个因素影响着吡咯在自组装膜上的聚合 :L-半胱胺酸在混合膜中的比例、支持电解质 p H的大小以及聚合单体分子的大小。     

自组装合成超疏水聚苯胺片状多级结构

采用无模板-化学氧化聚合法,在全氟辛酸(PFOA)的水溶液中以过硫酸铵(APS)为氧化剂聚合苯胺(Ani)自组装合成超疏水聚苯胺(PANI)片状多级结构.利用SEM,FT-IR,XRD和UV-vis对其形貌和结构进行了表征.当PFOA浓度为0.002 4 mol/L,聚合温度为25℃时,氧化剂APS的量与苯胺相同;Ani浓度为0.022mol/L时,合成的PANI为长几十微米宽大约为2~5μm的片状结构,该片状结构表面由长大约1μm直径约为100nm的PANI纤维组成;而Ani浓度为0.044mol/L时,合成的PANI长为20μm左右宽大约为2~3μm的片状结构,该片表面布满短而粗的不规整纤维,并且发现它们的水接触角分别为149°和151°,表明该材料具有超疏水性能.     

聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料的制备

通过原位聚合非二次掺杂制备了高导电性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料.采用盐酸为掺杂酸,研究了聚苯胺/氧化石墨烯的微观形貌;探讨了盐酸浓度及氧化石墨烯（GO）用量对反应过程和复合材料导电性的影响.结果表明：聚苯胺（PANI）以球状物的形式均匀地包覆在GO表面;盐酸浓度超过0.5 mol·L-1,反应诱导期明显缩短,复合材料的导电性显著提高.在聚合体系中加入GO可延长聚合反应诱导期,但随着GO用量的增加反应诱导期缩短.当盐酸浓度为0.5 mol·L-1,GO与苯胺单体质量比超过2％时,制备的PANI/GO复合材料中GO形成导电通路,电导率较纯PANI提高一个数量级,达到1.4S·cm-1.     

柱芳烃单分子管人工通道构筑及其对手性氨基酸的选择性跨膜输送

该课题通过设计结构精确的分子单体,通过氢键、配位作用及疏溶剂作用和pi-pi堆积作用等为驱动力,构筑多层次的自组装体系,进而探索组装体的功能。2013年度,我们根据计划书要求开展工作,在以下几个方面取得重要进展:(1)设计了一类三角型平面分子,在其周围引入单N-苯基联二吡啶VB+,通过葫芦脲[8]对两个VB单元的强络合作用,在水相中实现了有序蜂窝型超分子有机框架(SOF)结构的自组装。(2)设计了两类刚性四面体分子,分别引入4个紫精和四硫富瓦烯片段,在把紫精还原或把四硫富瓦烯氧化为正离子自由基后,这两类正离子自由基在水相强烈堆积,从而诱导其形成三维网络超分子组装结构。(3)利用氢键控制芳香酰胺线性分子的构象,从而研究其结构-性质关系,并进而利用构象控制开展分子识别与自组装研究。1利用单分子力谱首次研究了驱动形成芳香酰胺螺旋孔状结构的氢键的强度及不同位置氢键强度的差异;2利用手性离子对识别,从并入氢键折叠片段的UPy四氢键组装单体构筑了一类交替堆积的手性超分子聚合物;3设计合成了两个大环分子,引入酰胺和1,2,3-三氮唑片段,通过对二酰胺和三碘客体分子的氢键和卤键结合,研究了分子间氢键和卤键的相对强度;4设计了新的双卟啉和三卟啉主体分子,通过分子内氢键诱导其形成刚性梳型构象,进而用于研究配位作用和堆积作用协同诱导的多组分超分子结构组装。(4)在配位自组装研究方面取得重要进展:1研究了含有氮杂环卡宾-金属键的金属有机大环分子的合成,发现氮杂环卡宾与11族金属(Cu,Ag,Au)可以形成较强的配位键,由此获得了中间桥连基团是不同长度、含有不同吡啶数目的系列金属有机大环分子;2对含有多配位位点的氮杂杯吡啶大环分子进行配位组装及金属簇可控合成的机理进行了深入研究。发现含有多个配位位点的氮杂杯吡啶大环分子可以结合多个金属离子,形成一个分立的组装结构,并且一种大环分子与某种特定金属形成的复合物结构具有很好的稳定性,金属与配体的比例较为固定。(5)利用柱芳烃为骨架,构筑了一类新的自组装单分子纳米管,通过引入由苯丙氨酸构成的肽链,延长了单管长度并引入手性,从而实现了对氨基酸跨膜输送的手性选择性。     

聚吡略/L-半胱胺酸/二硫醇混合自组装膜修饰电极制备的电化学研究

在不同比较L－半胺胺酸／二硫混合溶液中制备了混合自组装膜修饰电极。经过L－半胱胺酸的还原脱附后，利用循环伏安技术研究了吡咯在L－半胱胺酸／二硫醇自组装膜修饰电极表面聚合的过程和影响聚合的几个因素。实验结果表明，下面的几个因素影响着吡咯在自组装膜上的聚合：L－半胱胺酸在混合膜中的比例、支持电解质pH的大小以及聚合单体分子的大小。     

不同形貌掺杂态聚苯胺纳米半导体材料的界面法合成

利用界面自组装聚合法,用FeCl3作氧化剂,成功地合成了不同形貌掺杂态聚苯胺(PANI)纳米半导体材料.用透射电镜(TEM),红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)及四探针等手段对所得各种PANI纳米半导体材料进行了表征.实验表明,通过控制甲酸的浓度可以得到不同形貌的甲酸掺杂的聚苯胺(F/PANI)纳米材料,进一步加入不同种类的表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)也可使共掺杂CTAB/F/PANI和SDS/F/PANI纳米材料的形貌发生改变,表面活性剂的加入还可使PANI的导电性能有很大的改善.     

三维海胆状薄水铝石(AlOOH)的合成与表征

在甲醇-水溶液体系中,在无模板剂的情况下,使用无水三氯化铝作为原料,水热合成了由纳米棒自组装成的三维海胆状薄水铝石（AlOOH）超结构.采用XRD、SEM和TEM对其进行了表征,研究结果表明：该海胆超结构是由直径60-80 nm、长度2μm左右的纳米棒自组装而成,形貌规则,分散均匀,其直径为6-8μm,在其形成过程中,定向附着机制起到关键性的作用,推断了纳米棒自组装海胆状超结构的形成机理.