采用内交叉指型微反应器连续合成UiO-66材料. 连续微通道法强化了物料之间的混合, 极大提高了生产效率, 晶体产物呈六面体形, 粒径在100 nm以下. 考察了温度、 总进料流量和停留时间等条件对合成过程及产物的影响. 结果表明, 升高温度有助于晶粒的生长; 随着总进料流量增大, 晶体粒径减小; 晶体的形成需要一定的停留时间, 超过该停留时间, 晶体粒径不再增大. 通过优化实验条件, 可以实现系列纳米级UiO-66-X材料(X=NH2, NO2, Br)的连续合成.
以苯并噻唑为荧光团, 氰基乙酸乙酯为识别基团, 设计合成了对水合肼和亚硫酸氢盐具有双重检测能力的荧光探针3-(2-羟基-苯并噻唑)-2-氰基-丙烯酸乙酯(HBT-CN). 在二甲基亚砜/磷酸盐(体积比为1：4)的缓冲液中, 探针对水合肼和亚硫酸氢盐具有良好的选择性, 且荧光强度分别增强了5.6倍(500 nm)和7.5倍(458 nm). 结果表明, 在检测过程中, HTB-CN与水合肼发生了还原-缩合反应, 生成了醛腙, 在波长500 nm处发出黄绿色的荧光信号; HBT-CN与亚硫酸氢盐发生了亲核加成反应, 在波长458 nm处发出蓝色的荧光信号, 从而实现了对水合肼和亚硫酸氢盐的差异性定性与定量检测.
基于二维材料MXene(Ti3C2Tx)的化学组成和纳米片状结构, 在不锈钢网上制备了具有MXene微纳结构表面的新型亲水和水下超疏油分离膜. 对于不同类型的油-水混合物, 该膜材料可实现重力驱动的高效油水分离, 收集的水中残油量小于4 mg/L, 具有高分离效率(>99.99%), 水通量高达57.52 L·m-2·s-1. 此外, 经高温处理和多种有机溶剂浸泡后MXene膜仍具有高效的油水分离性能, 并表现出优异的稳定性和循环性.
采用原位生成氢氟酸法刻蚀Ti3AlC2制备了单片层二维过渡金属碳化物(MXene), 用扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)及原子力显微镜(AFM)等表征了MXene的微观形貌. 结果表明, 所制备的MXene材料具有大片、 单层及低缺陷等特点. 通过抽滤MXene分散液制备的MXene膜材料具有导电性高(3280 S/cm)及韧性优异等特点. MXene膜的屏蔽性能测试结果表明, 8 μm厚的MXene膜屏蔽效能为60.6 dB, SSE/t值则高达19531.1 dB·cm 2·g -1. 推测MXene膜的屏蔽机理是一种以吸收为主的电磁干扰屏蔽机制.
合成了一种具有较高比表面积(SBET=1804 m 2/g)的新型二维共价有机框架(COF)材料(JUC-516), 并将其应用于模拟人体体液(SBF)中模拟动物体内的药物缓释, 取得了较理想的效果. 通过Materials Studio模拟、 粉末X射线衍射(PXRD)、 N2吸附-脱附分析、 扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法表征了所得COF材料的结构, 证实JUC-516是一种基于AA堆积hcb拓扑、 具有高结晶度和球状形貌的共价有机框架材料.
以一水合乙酸铜和苯胺为原料, 合成了铜掺杂纳米碳点(Cu-CDs). 通过优化实验参数, 确定了合成Cu-CDs的最佳反应时间、 反应温度和原料摩尔比分别为5 h, 210 ℃和1∶1. 与相同条件下的对照实验相比, Cu的掺杂使碳点(CDs)的荧光强度明显提高, 并实现了良好的多色发光性能. 在365 nm紫外光激发下, Cu-CDs可直接发射强烈的白光. 进一步与紫外发光二极管(LED)芯片结合, 得到白色发光器件, 色坐标为(0.337, 0.337), 非常接近纯白光的色坐标(0.33, 0.33). 这种制备Cu-CDs材料的方法及突出的白光发射性能, 拓宽了碳点在发光器件中的应用.
纳米自组装技术的迅速发展拓宽了纳米材料的应用领域. 利用自组装合成纳米新材料是一种有效且具有发展前景的方法. 本综述介绍了纳米自组装技术的研究价值及近年来新兴的制备方法, 重点论述了驱动纳米自组装的作用类型, 包括范德华力、 静电作用、 磁力作用、 氢键、 熵效应以及疏溶剂相互作用、 DNA碱基互补配对等其它相互作用, 同时也对纳米自组装体的应用情况进行了阐述, 并探讨了利用纳米自组装技术研制新材料所面临的机遇和挑战.
电控液滴移动是一种利用电场作用驱动液滴移动的策略, 因其液滴具有响应速度快、 运动速度快及路径可控等优点而备受关注, 在外场刺激驱动液滴移动等基础研究和智能微流体器件等实际应用中具有重要意义. 本文概述了传统电润湿驱动液滴移动的基本原理和研究进展, 介绍了新型电控液滴移动的代表性成果, 展望了相关研究和应用的发展前景.
采用室温离子热法合成了一种氟取代的具有五重贯穿金刚石拓扑结构的三维共价有机骨架材料(COFs), 记为JUC-515. 与高温溶剂热法不同的是, 室温离子液体法具有反应温度和压力低、 反应时间短、 操作简单、 无需催化剂和不产生有机蒸汽污染等优势. 制备的材料具有高度结晶性、 较大的孔隙率和良好的CO2选择性吸附性能.
通过匹配激光光斑直径与胶体微球的尺寸, 设计制备了银纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)基底, 并将其用于研究单个银纳米粒子簇的表面增强拉曼光谱. 在制备纳米粒子的过程中, 考察了等离子体刻蚀时间与银沉积厚度对“单”银纳米粒子结构与形貌的影响. 将吡啶、 巯基苯和罗丹明R6G作为SERS探针分子, 研究了其SERS效应, 通过荧光共振能量转移(FRET)机理, 实现了染料分子在单银纳米粒子簇上的SERS效应. SERS光谱测试与相关计算结果表明, 单个银纳米粒子簇的拉曼增强因子能够达到约106.
系统总结了金属有机框架(MOFs)基材料在光催化还原CO2中的最新研究进展, 其中包括MOFs直接作为光催化剂和作为复合光催化2个主要部分, 讨论了MOFs基光催化剂在催化还原CO2方面展现出的独特优势, 并对MOFs基光催化剂的结构稳定性与CO2转化效率等问题进行讨论与分析, 对未来发展趋势进行了展望.
将绿光碳纳米点(g-CDs)水溶液与聚丙烯酸钠(PAAS)复合, 制备了具有高荧光量子效率的(g-CDs@PAAS)复合材料. PAAS因具有大量羧基基团而具有强吸水性, 能与g-CDs表面大量的羧基、 羟基及氨基基团产生氢键作用, 使g-CDs在复合材料中维持单分散状态, 有效地克服了g-CDs在固态下因聚集而引发的荧光猝灭问题. 这种复合方法操作简单, 制备过程中原材料无损失, g-CDs负载量高达30%的发光复合材料的荧光量子效率为52%. 此外, g-CDs@PAAS复合材料具有良好的热稳定性、 光稳定性和耐有机溶剂等特点, 可作为颜色转换层应用于白光发光二极管.
癌症严重威胁着人类健康, 因此, 急需开发高效的诊断和治疗方法. 基于光敏剂和近红外激光的光学诊疗将诊断和治疗集于一体, 与传统的手术治疗和化学治疗相比, 光学诊疗显示出无创性和高空间选择性的优点. 有机小分子染料具有确定且易于修饰的化学结构、 良好的重现性和优异的生物相容性, 与无机和聚合物材料相比, 它是一类具有前景的可用于光学诊疗的光敏剂. 本文总结了基于传统小分子染料、 给体-受体(D-A)共轭小分子和聚集诱导发光(AIE)分子等有机小分子的纳米粒子在光学诊疗中的应用. 此外, 对于光学诊疗用有机小分子染料纳米粒子未来的挑战和前景也进行了展望.
在新陈代谢过程中, 机体会产生大量以自由基为主要形式的氧化活性物质, 而抗氧化剂可以通过电子转移的方式捕获并中和自由基, 从而有效抵御自由基引起的细胞损害, 以保障和维护人体健康. 食品作为人体外源性抗氧化剂的重要来源可以有效补充因体内代谢及体液排出而损失的抗氧化物质, 因此对食品中抗氧化物质消除自由基的能力即抗氧化能力的测定和评价具有重要意义. 光电化学技术作为一种简单快捷、 低成本、 低背景且高灵敏度的测定方法, 能够有效克服光学法、 色谱法和电化学法等传统测试手段在抗氧化容量分析中的不足. 本文综述了基于半导体及其复合材料的光电化学传感平台的构建及食品体系抗氧化容量分析的研究进展, 评论了多种检测体系的特点并对其研究前景进行了展望.
以铝片为基底, 经电化学腐蚀和沸水处理制备了多级微纳米结构; 通过气相沉积和涂油分别制备了超疏水表面、 疏水超润滑(slippery)表面和亲水slippery表面; 探究了表面不同的特殊浸润性(超亲水、 超疏水、 疏水slippery和亲水slippery)对液滴凝结的影响. 结果表明, 超亲水表面的液滴凝结属于膜状冷凝, 超疏水表面和slippery表面的液滴凝结均属于滴状冷凝. 超疏水表面液滴合并时, 合并的液滴会不定向弹离表面. 疏水slippery表面和亲水slippery表面由于表面浸润性的不同导致液滴成核密度和液滴合并的差异, 亲水slippery表面凝结液滴的最大体积远大于疏水slippery表面凝结液滴的最大体积. 4种表面的雾气收集效率由大到小依次为亲水slippery表面>疏水slippery表面>超亲水表面>超疏水表面.
以异氟尔酮二异氰酸酯为单体, 以氨基功能化的1.8-萘二甲酰亚胺(AABD)为荧光基团, 在水/丙酮质量比为3/7的混合溶剂中, 通过沉淀聚合制备了表面洁净的高度单分散荧光聚脲微球(FPU). 通过FTIR及1H NMR对AABD及FPU的化学结构进行了表征; 通过UV-Vis光谱确定FPU中嵌入的AABD荧光单元的含量; 通过荧光光谱研究了FPU固体粉末分散在水中及溶解在N-甲基吡咯烷酮中的荧光特性以及FPU分散在不同Fe3+浓度水溶液中的荧光变化. 结果表明, FPU的平均粒径(Dn)为5.24 μm, 粒径分布(Dw/Dn)为1.004, 具有强烈的绿色荧光(激发波长为420 nm, 最大发射波长为522 nm); FPU分散在水中不发生荧光自猝灭, 其荧光强度随着Fe3+浓度的增加(10-4 ~10-3 mol/L)呈线性降低.
通过水热晶化法制备了MIL-101(Fe)金属有机骨架材料, 利用X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 热重分析(TG)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂的结构和形貌进行了表征. 结果表明, 该材料用于催化β-蒎烯与甲醛的Prins缩合制备诺卜醇反应的效果优异; 催化剂合成温度、 合成时间、 催化剂用量、 反应溶剂、 反应温度和反应时间对β-蒎烯的反应结果均有一定影响. 在相似的反应条件下, 合成的MIL-101(Fe)催化β-蒎烯制备诺卜醇反应的最佳条件为使用150 ℃下反应15 h合成的催化剂MIL-101(Fe), 在90 ℃下反应8 h得到的β-蒎烯转化率高达97.3%, 诺卜醇选择性达到96.7%.
从三聚氰胺和均苯四甲酸酐单体出发, 通过熔融盐法合成了三嗪结构聚酰亚胺纳米片, 借助类石墨相氮化碳(g-C3N4)与铁离子的配位作用, 经高温热处理形成了高效掺杂的Fe-N/C催化剂. 研究结果表明, 该催化剂为表面粗糙的纳米片结构, 比表面积高达1794 m2/g. 通过g-C3N4的引入和含量的调控, 催化剂中铁元素的掺杂量最高可达1.13%(摩尔分数), 为未引入g-C3N4的3.3倍, 其原因可归结于g-C3N4配位锚定了铁离子, 其较强的配位作用可以避免高温热处理时铁元素的迁移和聚集. 该催化剂在酸性条件下氧还原反应半波电位为0.79 V, 10000周加速测试后的半波电位衰减了30 mV, 表现出较好的氧还原活性.
以金属有机框架材料MIL-125(Ti)为模板制备了多孔TiO2, 同时引入碳纳米管, 得到碳纳米管交联包覆多孔TiO2的三维导电复合材料. 将该复合材料涂覆在隔膜表面并应用于锂硫电池. 利用透射电子显微镜(TEM)、 扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对材料的结构和组成进行了表征. 电化学测试结果表明,在0.5C(1C=1675 mA/g)倍率下, CNTs/S复合正极材料表现出高达1051.1 mA·h/g的放电容量, 循环150周后仍可保持在904.8 mA·h/g. 在1C倍率下, 放电容量最高可达1036.9 mA·h/g, 循环250周后仍有763.0 mA·h/g, 展现出了良好的倍率性能和循环稳定性.
