收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

环交联型聚膦腈微纳米材料的功能化及应用研究

魏玮  
【摘要】:近年来,随着纳米技术研究的不断深入以及向各个领域的不断扩展,制备功能型聚膦腈微纳米材料逐渐成为膦腈化学的研究热点之一。目前有关聚膦腈微纳米材料的研究大多基于线型聚膦腈。然而,线型聚膦腈合成条件较为苛刻,且相比于交联型聚合物,其在热稳定性、结构稳定性以及溶剂稳定性等方面均存在劣势,这大大限制了聚膦腈微纳米材料的制备和功能化,以及在生物医学之外的其他领域的应用扩展。基于六氯环三膦腈的环交联型聚膦腈微纳米材料则是一大类新颖的聚膦腈微纳米材料,其制备方法简单、温和,且具有高度交联的化学结构。环交联型聚膦腈微纳米材料不仅表现出优异的热稳定性、结构稳定性以及溶剂稳定性,而且具有优异的分子结构可设计性、模板诱导自组装特性以及可以作为杂原子掺杂的多孔碳材料前躯体等特性。这些特性赋予了环交联型聚膦腈微纳米材料良好的功能化和应用前景。本论文基于环交联型聚膦腈微纳米材料的上述特性,对其进行功能化研究,实现了多种功能型环交联型聚膦腈微纳米材料的设计和制备,并进一步考察其可能的应用方向。具体研究内容及结果如下: 利用环交联型聚膦腈微纳米材料良好的分子结构可设计性,通过选择含氟的双酚AF作为第二共聚单体,与六氯环三膦腈发生交联缩聚反应,设计并制备了一种表面富含氟元素的环交联型聚膦腈微球,并考察了其可能的应用。一方面,利用该微球在硅片基底构筑了超疏水表面,静态水接触角达到了157±1.5°,为超疏水表面的制备提供了一种简单、快速且有效的新途径,实现了环交联型聚膦腈微纳米材料的超疏水功能化。另一方面,结合环交联型聚膦腈微纳米材料的模板诱导自组装特性,以碳纳米管为模板,对其进行了非共价键包覆改性,并以改性后的复合材料作为甲醇燃料电池Pt纳米催化剂的载体,研究了其电催化氧化甲醇的性能。结果表明,与未改性的碳纳米管相比,以聚膦腈包覆的碳纳米管作为电催化剂Pt载体,Pt颗粒在其表面显示出极佳的分散性和较小的粒径(1.8nm)。负载于聚膦腈包覆的碳纳米管表面的Pt具有更高的电化学活性面积(80.9m2g-1),电催化氧化甲醇的氧化峰电流高达143mAmg-1Pt,电催化活性要远远高于负载于未改性的碳纳米管上的Pt颗粒。 利用环交联型聚膦腈微纳米材料优异的分子结构可设计性,通过选择联苯胺作为第二共聚单体,与六氯环三膦腈发生交联缩聚反应,设计并制备了一种兼具伯胺基团和自发荧光特性的环交联型聚膦腈微球。该微球具备荧光化学检测功能,可以作为检测痕量硝基芳香化合物的荧光传感器,为一步制备伯胺基团改性的硝基芳香化合物荧光传感器开辟了一条全新的途径。结果表明,微球高度交联的有机-无机杂化结构赋予了其优异的物理和化学性能,如光漂白稳定性、溶剂稳定性、溶剂可分散性、热稳定性等。荧光微球传感器对三种常见的硝基芳香化合物2,4,6-三硝基甲苯(TNT),2,4-二硝基甲苯(DNT)和2,4,6-三硝基苯酚(PA)均能有效地进行检测,检测灵敏度均达到了ppb级的水平。其中,微球对PA的检测效率和灵敏度最高,PA对其的荧光淬灭常数高达38134M-1。微球荧光探针检测TNT和DNT的机理主要为电子转移机理,而对PA的检测则除了通常的电子转移机理以外,主要遵循荧光共振能量转移机理。微球表面的伯胺基团能够通过电子相互作用将分析物吸附富集到微球表面,有效促进微球表面的荧光团向分析物发生电子转移或能量转移,从而实现高效灵敏的检测。 利用环交联型聚膦腈微纳米材料作为多孔碳材料前躯体的特性,设计并制备了一种无定形水合二氧化锰/多微孔碳球复合超级电容器电极材料,考察了其电化学电容行为。电化学性能测试结果表明,与单纯的二氧化锰电极相比,所制备的复合电极材料在1M Na2SO4电解质中表现出更加稳定和可逆的电容行为。同时,复合材料还表现出较高的比电极电容(3.13F cm-2)以及良好的循环寿命。复合材料优异的电容性能归因于二氧化锰纳米颗粒在碳球表面的充分沉积,提高了二氧化锰活性物质的利用率;此外,复合材料独特的三维多孔网络能够加速电解质离子的渗透和电子的传导,大大降低了电极的等效串联电阻。 利用环交联型聚膦腈微纳米材料的两个特性——模板诱导自组装特性和杂原子掺杂的多孔碳前躯体特性,设计并制备了一种纳米二氧化钛@碳核壳结构复合光催化剂,考察了其光催化性能。所制备的复合光催化剂具有独特的无定形、多微孔、杂原子(N、O、P和S)掺杂结构的碳层,相比未改性的二氧化钛,对模板有机污染物亚甲基蓝表现出了优异的吸附能力和光催化活性,同时具有良好的可分离性和循环使用稳定性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 马琳;许丽梅;李小赫;崔彩婷;梁康梅;华梅丽;;水热法制备二硫化钼微球[J];湛江师范学院学报;2011年03期
2 刘皑若;王淑敏;李大鹏;赵红晓;;管状微纳米Ag_2S晶体的水热法制备方法研究[J];化工时刊;2008年06期
3 陶占良;李春生;陈军;;球形镁微/纳米材料的可控制备[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2008年11期
4 刘皑若;黄保军;王淑敏;王静;赵红晓;;微纳米结构硫酸钡的仿生合成与表征[J];化工新型材料;2008年08期
5 丁建;李长生;晋跃;陈娟;朱秉莹;李学超;;NbSe_x微纳米材料的制备及其摩擦学性能[J];材料科学与工程学报;2010年02期
6 王女;赵勇;江雷;;受生物启发的多尺度微/纳米结构材料[J];高等学校化学学报;2011年03期
7 尹志刚;王炳喜;陈桂花;;多种形貌和晶型8-羟基喹啉铜微纳米材料的简易合成[J];化学学报;2010年17期
8 任瑞晨,王丽华,董庆国;微纳米活性复合矿物橡胶助剂的研制[J];辽宁工程技术大学学报;2003年S1期
9 张文涵;贾会敏;陈雪武;雷岩;郑直;;MS_n(M=Fe,Cd,Zn)微纳米结构材料的溶剂热合成与表征[J];化工新型材料;2011年05期
10 刘建华;梁馨;李松梅;;生物约束成型与化学沉积制备Cu微米杆材料[J];金属学报;2007年05期
11 陈洪燕;赵勇;江雷;;一种有效的多室结构微胶囊制备方法:多流体复合电喷技术[J];科学通报;2009年10期
12 刘辉;王建广;;微纳米尺度下的美丽世界——纳米材料化学课程中的美育教育[J];化学教育;2010年04期
13 马琳;许丽梅;徐旭耀;周晓平;;微波合成纺锤形CeOHCO_3及热转化为CeO_2[J];湛江师范学院学报;2010年06期
14 许一;徐滨士;史佩京;张保森;;微纳米减摩自修复技术的研究进展及关键问题[J];中国表面工程;2009年02期
15 刘劲松;李子全;顾善群;赵传保;李永灿;陈建康;王寅岗;孙颖迪;;不同形貌ZnO微纳米材料的熔盐控制合成[J];化工新型材料;2010年10期
16 尚福林;北村隆行;平方宽之;;微纳米材料及其结构的界面强度的实验研究[J];力学进展;2008年04期
17 杨洪刚;李曙;张荣禄;;偏压和氮分压对TiN膜层结构和膜/基体系性能的影响[J];中国表面工程;2009年02期
18 谭浩;郑志军;汪海英;夏蒙棼;柯孚久;;微纳米尺度下材料性能多尺度模拟方法进展[J];力学进展;2011年02期
19 李士同,王成国,伦宁,马勇,温树林;Ni60(WC)涂层显微组织的电子探针分析[J];电子显微学报;2002年05期
20 闫爱华;谢长生;田宽;;混合溶剂协同效应对WO_3形貌及气敏性能的影响[J];功能材料与器件学报;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓春晖;姚国平;陈和美;卢晋;戚大伟;张祥民;;磁性微纳米材料在蛋白组学中的新技术新方法研究[A];全国生物医药色谱学术交流会(2010景德镇)论文集[C];2010年
2 薛亚辉;;微纳米材料力学理论及相关应用[A];2010年第四届微纳米海峡两岸科技暨纳微米系统与加工制备中的力学问题研讨会摘要集[C];2010年
3 张丽霞;刘烨煊;苏贵金;郑明辉;;铁基氧化物微纳米材料对六氯苯的降解研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 梁衍亮;陶占良;陈军;;镁微纳米材料的制备与电极性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
5 董斌;刘婷婷;巩海波;吴拥中;郝霄鹏;程秀凤;;微波加热合成陀螺状氧化锌微纳米材料研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
6 贾漫珂;苏贵金;郑明辉;;氧化铁3D微纳米材料在氯代芳烃降解中的应用[A];持久性有机污染物论坛2009暨第四届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2009年
7 张秋双;叶俊伟;韩秀颖;宁桂玲;;化学转化合成微纳米空心双层稀土氧化物复合荧光功能材料[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
8 邓春晖;姚国平;陈和美;卢晋;张祥民;;磁性微纳米材料在蛋白组学中的新技术新方法研究[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年
9 谢俊娜;白卫斌;肖雪清;林金火;;自组装法制备聚联萘正丁醚荧光微纳米颗粒[A];中国化学会第28届学术年会第15分会场摘要集[C];2012年
10 周云山;秦立波;张立娟;;不同形貌多酸Ag_5PMo_(10)V_2O_(40)微纳米材料的微乳液法合成[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏玮;环交联型聚膦腈微纳米材料的功能化及应用研究[D];上海交通大学;2013年
2 曹霄峰;几种氧化物微纳米材料的制备、表征与性质研究[D];南京大学;2011年
3 辛志峰;孔性配位聚合物微纳米颗粒的合成及吸附性能研究[D];南京大学;2010年
4 张永兴;金属氧化物微纳米结构材料制备及其在水处理中的应用研究[D];中国科学技术大学;2012年
5 庞洪昌;水镁石的诱导转晶制备含镁微纳米材料及应用性能研究[D];大连理工大学;2011年
6 李永新;高压静电技术制备的微纳米网状材料的结构与性能研究[D];吉林大学;2012年
7 张小燕;磁性聚膦腈微纳米材料的合成、性能及应用研究[D];上海交通大学;2009年
8 燕绍九;介电层包覆铁磁金属微纳米颗粒的结构与电磁性能[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 许苗军;几种材料表面微纳米复合结构的构筑与应用[D];吉林大学;2011年
10 张雷;三元氧化物微纳米材料的液相制备、表征及性能研究[D];南京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘亭军;多形功能性聚膦腈微纳米材料的可控制备[D];上海交通大学;2013年
2 尹晓光;功能微纳米材料的设计、合成及应用[D];华东理工大学;2010年
3 叶萌;绿色介质中合成微纳米材料的研究[D];武汉工业学院;2010年
4 赵天宇;铋系化合物微纳米材料的控制合成及性能研究[D];上海交通大学;2011年
5 于小源;锗酸镉微纳米材料的制备及其光催化性能研究[D];大连理工大学;2012年
6 黄翔;枝状贵金属微纳米材料的合成[D];南京理工大学;2013年
7 董斌;微波加热合成特殊形貌微纳米材料研究[D];山东大学;2010年
8 米凯;磷化镍微纳米材料的合成、表征及性能研究[D];安徽师范大学;2011年
9 包秘;氧化亚铜微纳米材料的合成及其催化性能的研究[D];广西大学;2012年
10 刘法家;水凝胶模板法制备微纳米材料[D];浙江理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 徐僖;高分子材料向高性能功能化发展[N];中国化工报;2005年
2 黄恒;朝核设施开始去功能化,美专家在场[N];新华每日电讯;2007年
3 夏宇赵毅;朝鲜:11月1日开启核设施“去功能化”[N];新华每日电讯;2007年
4 冯武勇;韩高官:“10·3共同文件”有幕后协议[N];新华每日电讯;2007年
5 王鸣;功能化产品——长丝企业亟待开拓的新领域[N];中国石化报;2005年
6 符实;系列化功能化:移动存储器发展趋势[N];国际商报;2003年
7 本报记者 吴萍;华旗拿“移动存储”当大餐[N];计算机世界;2003年
8 首席记者  高扬;要全力以赴组织推进功能化物流中心建设[N];牡丹江日报;2006年
9 本版编辑冯武勇 高浩荣 夏宇 赵毅 李学军;朝核设施去功能化,半岛局势将巨变?[N];新华每日电讯;2007年
10 早报记者 黄力颖;从切断输送带开始,在哪里结束[N];东方早报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978