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以一种新碳前驱体制备有序介孔碳及其表征

刘攀博 , 焦剑 , 黄英 , 吴广力 , 刘蓬

材料导报

分别采用两亲性三嵌段共聚物F127、P123以及F127/P123复合物为模板剂,线性酚醛树脂/六亚甲基四胺固化物为碳源,利用有机-有机自组装法制备了具有二维六方结构和蠕虫状结构的介孔碳材料.采用FT-IR、XRD、TEM、低温N2吸附/脱附、TG和元素分析等方法表征了介孔碳的结构,研究了不同的模板剂对介孔碳结构的影响.结果表明,以F127为模板剂制备的介孔碳具有规则的二维六方结构,其比表面积、微孔表面积、孔容、孔径和孔壁厚度分别为670m2/g、368m2/g、0.40cm3/g、3.2nm和4.5nm.以P123为模板剂制备的介孔碳具有蠕虫状结构,其比表面积、微孔表面积、孔容和孔径分别为506m2/g、251m2/g、0.27cm3/g和3.0nm.以F127/P123复合物为模板剂制备的介孔碳的孔径相时于单一模板剂有所提高,其比表面积、微孔表面积、孔容和孔壁厚度均随着复合模板剂中F127质量分数的降低而降低.

关键词: 三嵌段共聚物 , 线性酚醛树脂 , 有机-有机自组装 , 介孔碳

利用线性酚醛树脂制备有序介孔碳

刘攀博 , 焦剑 , 黄英 , 邹亮

材料导报

三嵌段共聚物F127为模板剂,线性酚醛树脂为碳前驱体,采用溶剂挥发诱导有机-有机自组装法(EI-SA)制备了具有二维六方结构的有序介孔碳.利用FT-IR、XRD、TEM、N2吸附/脱附等方法对有序介孔碳的结构进行了表征,研究了不同焙烧温度和模板剂用量对有序介孔碳结构的影响.结果表明,当模板剂的用量一定时,有序介孔碳的孔径、孔容和孔壁厚度都随着焙烧温度的升高而降低,但比表面积却随着微孔含量的增加而增大.随着模板剂用量的增加,介孔碳的有序性降低.有序介孔碳PF-2-500的比表面积、孔径、孔容、孔壁厚度和微孔比表面积比分别为583.82m2/g、3.05nm、0.31cm3/g、3.40nm和361.18m2/g,而有序介孔碳PF-1-500的比表面积、孔径和孔容相对于PF-2-500有所提高,分别为647.79m2/g、3.44nm和0.41cm3/g,但微孔比表面积和孔壁厚度分别降低为309.46m2/g和3.35nm.

关键词: 三嵌段共聚物 , 溶剂挥发诱导自组装 , 介孔碳 , 介孔结构

BAMO-AMMO三嵌段共聚物的间接法合成及表征

张弛 , 李杰 , 罗运军 , 葛震

高分子材料科学与工程

以3,3′-双溴甲基环氧丁烷(BBMO)和3-溴甲基-3’-甲基环氧丁烷(BrMMO)为单体,通过活性顺序聚合法合成了BBMO-BrMMO三嵌段共聚物,并采用相转移催化法实现了3,3′-双叠氮甲基环氧丁烷-3-叠氮甲基-3′-甲基环氧丁烷(BAMO-AMMO)三嵌段共聚物的间接法合成。探讨了溶剂的选择及叠氮化反应时间的影响:选用极性和溶度参数接近的异亚丙基丙酮为溶剂,24 h后叠氮化率为99.97%。通过核磁共振(13C-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对所得产物进行了表征,结果表明,共聚物组成接近于1∶1,分子量7053,分子量分布1.47。

关键词: 3 , '3-双叠氮甲基环氧丁烷-3-叠氮甲基-3'.甲基环氧丁烷 , 三嵌段共聚物 , 叠氮化 , 共聚组成

N-烷基取代丙烯酰胺类三嵌段共聚物的温敏性聚集行为

刘新普 , 曹亚

高分子材料科学与工程

利用原子力显微镜对两种温敏性不同嵌段序列N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)的三嵌段共聚物P(DMA32-b-NIPAM166-b-DMA32)、P(NIPAM65-b-DMA30-b-NIPAM53)溶液的聚集形貌进行了研究,前者在15℃不同质量浓度均以单分子线团聚集,50℃时1.0 g/L形成胶束间大聚集体,直径约为3.3μm,降低质量浓度至0.1g/L及以下则形成多分子胶束,但无胶束间聚集体形成。后者在15℃、50℃,1.0 g/L质量浓度均形成胶束间聚集体,降低质量浓度至0.1 g/L、0.01 g/L则只形成多分子胶束,胶束直径约60 nm-90 nm。

关键词: N-烷基取代丙烯酰胺 , 三嵌段共聚物 , 原子力显微镜 , 温敏性 , 聚集形貌

光敏性三嵌段共聚物的制备及端基对其热稳定性的增强作用

李继航 , 张琴 , 胡娜 , 陈明清 , 施冬健 , 明石满

高分子材料科学与工程

通过开环聚合反应制备了一系列聚己内酯-b-聚乙二醇-b-聚己内酯(PCL-b-PEG-b-PCL,PECL)三嵌段共聚物.将4-羟基肉桂酸制备成反应活性更高的4-乙酰基肉桂酰氯,并将其引入PECL末端.表征结果表明,共聚物的结构明确,随着己内酯用量的增加,共聚物的相对分子质量和熔点呈现增加的趋势,共聚物具有可逆的光敏性,302 nm的紫外光照射会使共聚物的相对分子质量增加.4-乙酰基肉桂酰基的π-π堆叠作用限制了热分解过程中的酯交换反应,增加了共聚物的热稳定性.

关键词: 三嵌段共聚物 , 聚己内酯 , 光敏性 , 热稳定性

N-烷基取代丙烯酰胺三嵌段共聚物的可控制备与温敏行为

刘新普 , 冯新亮 , 曹亚

高分子材料科学与工程

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)为聚合单体,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合与"点击"化学结合制备了两种温敏性三嵌段聚合物P(DMA32-b-NIPAM166-b-DMA32)(P(DND))和P(NIPAM65-b-DMA30-b-NIPAM53)(P(NDN)),三嵌段共聚物的分子量及其分布可控(Mw/Mn<1.25),最低临界相溶温度(LCST)分别为33℃和40℃.通过原子力显微镜研究了共聚物聚集形貌(云母片成膜),1.0 g/L的P(DND)共聚物分子在15℃倾向形成直径约20 nm~40 nm的球形胶束,随后发生多分子聚集,45℃球形胶束间聚并成直径较大的聚集体(400 nm~800 nm);P(NDN)共聚物在15℃以直径为160 nm~200 nm的球形胶束或环状胶束聚集,在45℃则形成直径为1μm~2μm的大聚集体.

关键词: 三嵌段共聚物 , N-烷基丙烯酰胺 , 可控聚合 , 温敏性 , 聚集形貌

单分散纳米介孔二氧化硅的制备

梁艳 , 张劲松 , 张军旗

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.02.007

在温和碱性条件下,以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,三嵌段共聚物F127为助剂,制备出粒径为60~80 nm的单分散纳米介孔二氧化硅MCM-41.研究了F127的用量对介孔结构和纳米粒子分散性的影响.结果表明,适量的非离子表面活性剂F127具有助模板剂的作用,可以有效地提高纳米介孔粉体的有序性;过量的F127阻碍六方介孔相的形成,降低样品的有序性.F127与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比在0.04~0.08范围内,可以得到有序性好、孔径均一和孔隙率大的单分散纳米介孔二氧化硅MCM-41.

关键词: 无机非金属材料 , 纳米介孔二氧化硅MCM-41 , 单分散 , 三嵌段共聚物

不同长度的棒状有序介孔炭的双电层电容性能

刘娜 , 余吕强 , 陈晓红 , 廖丽芳 , 周继升 , 马兆昆 , 宋怀河

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(16)60016-1

将三嵌段共聚物P123既充当结构导向剂又作为碳源,通过硫酸处理,并采用直接炭化硅/P123复合材料的方法制备出棒状有序介孔炭,避免了传统硬模板法中需要除去昂贵的表面活性剂与反复浸渍的过程.通过改变合成参数,制备出不同长度的、从一微米到几十微米变化的棒状有序介孔炭材料.采用SEM,HR-TEM,XRD与N2吸脱附等对有序介孔炭材料的形态、结构以及孔特点进行表征,并将其作为双电层电容器的电极材料进行电化学测试,以期关联形貌、结构(尤其是棒长度)与其电化学性能的关系.结果表明在这些炭材料中,最长的介孔炭具有最高的比容量170 F/g.在2 000 mA/g电流密度下,具有双孔径的介孔炭表现出最高的容量保持率(92%).

关键词: 有序介孔炭 , 棒状 , 模板 , 三嵌段共聚物 , 超级电容器

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