摘要：利用四甲基胍促进二羧酸与二溴代化合物的高效酯化聚合反应,设计、合成了一种新型手风琴式折叠链结构的聚酯脲.具有特殊结构的单体分别是4,4′-二羧基二苯基脲和3,5-二(溴代烷氧基)-苯甲酸酯,因此得到的聚酯脲具有类似接枝共聚物的结构.通过核磁氢谱(~1H-NMR)和傅里叶红外光谱(FTIR)对聚酯脲的结构及分子量进行了表征,结果显示,得到了分子量接近2×10~4的聚酯脲.通过核磁跟踪研究聚合反应动力学,结果表明,聚合反应速度与二溴单体的烷基链长度有关,二溴单体的烷基链较长时,聚合速率较慢.热重分析(TGA)结果显示,这种聚酯脲具有良好的热稳定性;由示差扫描量热(DSC)测试结果获知聚酯脲的熔融温度为57°C,表明它具有结晶性.脲基之间的氢键作用和苯环产生的π-π相互作用驱动这种聚酯脲在溶液中进行自组装.通过透射电子显微镜(TEM)研究聚酯脲的自组装行为,结果表明,该聚酯脲在氯仿和甲醇的混合有机溶剂中,静置4 h后,组装成片层结构;继续静置到3天后,形成了稳定的囊泡结构的聚集体,囊泡壁厚度约7 nm,接近折叠链宽度的预测值;小角X射线(XRD)测试结果表明聚酯脲是有序结构,进一步证实了合成的聚酯脲具有折叠链构象.

摘要：设计、合成了两亲性线型共轭聚合物聚(对亚苯基丁二炔)(A-PPB),研究了它在溶液中的二维自组装行为.首先合成了A-PPB的前驱体聚合物PPB,利用核磁氢谱(1H-NMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)和拉曼光谱对聚合物的结构及分子量进行了表征.然后通过水解反应,获得了两亲性共轭聚合物A-PPB,并考察了它在水、甲醇以及甲醇/甲苯混合溶剂中的自组装行为.透射电子显微镜(TEM)的测试结果表明,A-PPB在水溶液中自组装形成了二维超分子纳米片(2D-SNS),尺寸达几微米;用原子力显微镜(AFM)测得2D-SNS的厚度为5 nm左右,由不超过3层的二维超分子聚合物层堆积而成.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)及X-射线衍射(XRD)的测试结果表明,2D-SNS是由A-PPB分子链平行堆积而成.在甲醇溶剂中,A-PPB形成了无规聚集体,而在甲醇/甲苯混合溶剂中则自组装形成了多层堆积的二维超分子纳米片.对比研究表明,非亲水的PPB在氯仿/甲醇混合溶剂中形成的是较厚的层状聚集体.还发现聚合物的链长对于自组装形成二维超分子片层也会有影响,当用数均聚合度为8的两亲性低聚(对亚苯基丁二炔)(A-OPB)在水溶液中进行自组装时,只能形成尺寸较小的无规聚集体.由此可见,聚合物的两亲性、电荷排斥作用以及聚合物链长等因素都会对共轭聚合物的二维自组装行为产生重要影响.

摘要：设计、合成了一种两亲性硅氧烷前驱体(PABI),一端为羧基,另一端为具有反应性的硅氧烷基团.利用两亲性分子在水溶液中的自组装特性,研究了它的“二维自组装聚合”.实验结果表明,PABI的二维自组装聚合行为与介质、碱的种类和碱的用量等因素有关.我们发现用四甲基胍(TMG)为碱时,PABI在水中通过自组装聚合可以形成寡层二维有机.氧化硅纳米杂化材料.透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)的测试结果显示,片层的尺寸为几百纳米到几微米,片层的厚度为6~9nm.当在水/有机溶剂(如DMSO、DMF、THF或MeOH)的混合溶液中进行自组装聚合时,均未得到层状结构的杂化材料.当用三乙胺和氢氧化钠为碱时,在水中只能得到多层堆积的杂化材料.本研究结果表明,通过二维自组装聚合,可以获得寡层甚至单层二维有机-氧化硅杂化材料.

摘要：设计、合成了含有苯胺二聚体的苯乙烯甲基丁酸酯(VPB),通过自组装-自由基聚合的方法,成功地制备了聚合物纳米片层材料.VPB和聚合物的结构通过核磁谱和红外光谱进行了分析确认,VPB和聚合物的自组装行为通过电子显微镜、X射线进行了研究.实验结果表明,VPB在甲苯和丙酮的混合溶剂中可以自组装成为二维纳米片层,并能与马来酰亚胺进行自由基共聚反应,形成尺寸数微米、厚度2纳米的聚合物片层材料.本研究的结果证明,将自组装与自由基聚合结合是一种制备聚合物二维纳米片层材料的有效方法.

摘要：氧化石墨烯因其独特的光学、表面、机械、电学及热学性质在诸多领域都具有良好的应用前景。利用氧化石墨烯能够有效猝灭荧光体(染料分子、量子点及上转换纳米材料)荧光的特性,结合相关生物分析技术,相继开发了各种荧光传感器。本文综述近年来氧化石墨烯荧光传感器的基本原理及研究进展,主要讨论氧化石墨烯荧光传感器在重金属离子、DNA、蛋白质及生物小分子的分析应用,并对该领域的应用前景进行了展望。

摘要：离聚物是质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极(MEA)中的重要组成部分之一.它不仅作为将质子和水从阳极转移到阴极的离子交换膜,更重要的是还在催化剂层中起黏合剂、气体输送和质子传递的作用.本文分析了膜电极催化剂层中离聚物的特点和所起的关键作用,重点强调了离聚物在催化剂墨水和催化剂层中的微观结构及其与催化剂层中其他组成的相互影响.该综述对于低成本的新型无氟离聚物的设计和功能化具有重要意义,以期最终能取代价格昂贵的全氟磺酸(PFSA)离聚物.