一、有机-无机纳米复合材料的合成、性质及应用前景（论文文献综述）
孙立恒[1]（2021）在《基于香豆素有机-无机复合纳米探针材料和Fe3+传感应用的研究》文中进行了进一步梳理金属元素在日常生活中无处不在,因其存在形式的不同而应用极广。所有的生命形式对于金属离子都有着绝对的需求,因为金属离子在生命体中的渗透调节、酶的催化、代谢的产生和信号的传递等生命活动中起着至关重要的作用。铁是血红蛋白、血红素、多种酶以及DNA、RNA的重要组成部分,是生命体中正常生理活动的所必需的微量元素。铁离子浓度的异常会引起人正常生理机能的紊乱和严重的疾病,如糖尿病、缺铁性贫血、免疫力低下、癌症等,所以在细胞水平检测铁离子等金属离子对监测生命活动和疾病诊断具有重要意义。目前电化学方法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子质谱等方法已经被用于检测铁离子,虽然这些检测方法具有较高的灵敏度,但这些检测方法的设备价格比较昂贵,样品的处理比较复杂、同时需要有专业的人员进行操作分析等要求,使得Fe3+离子检测变得十分困难。开发能够高效、准确、便携、快速、特异性检测铁离子的化学传感器就变得尤为重要。近年来,荧光化学传感器以其快速、高灵敏度、操作简单、便携等优点在生物检测领域受到广泛的关注。而基于香豆素有机小分子的荧光探针材料更是由于其表面易于修饰配体、自身的官能团能够参与离子配位,实现高选择性离子检测、光稳定性好、制备成本低等优点成为研究的热点。此外,香豆素材料主要由疏水的稠环结构构成,这就是使得该种材料的水溶性较差,极大的限制了香豆素基材料的应用。因此,如何提高香豆素材料的水溶性是解决其应用的关键问题。本文从材料的结构设计入手,提出了一种全新的“内部疏水,外部亲水”的设计理念,引入无机纳米材料（LaOBr）,通过亲核取代反应,以键合的作用使香豆素基材料中疏水基团朝向内侧和纳米材料结合,亲水基团（离子捕获基团）朝向外侧,使亲水基团能够在溶剂中极大的伸展,通过这种分子结构的设计能够极大的提升材料的水溶性,进而提高探针材料的检测能力,使得复合的纳米探针材料的检测限达到440 pM,实际的检测范围可以达到1 nM to 100 mM,同时复合材料对铁离子的检测具有良好的稳定性以及选择性。我们合成的材料可以实现细胞水平的铁离子检测以及水性油墨防伪的应用。复合材料的设计对于控制两亲性有机小分子的水溶性和提高金属离子的传感性能具有重要意义。这种材料设计对于提高其他有机分子的性能具有普遍意义。
何灵欣[2]（2021）在《水性聚氨酯/二维黑磷复合材料设计及其阻燃和电磁屏蔽性能研究》文中提出随着人们对生态环境的日益重视,水性聚氨酯（waterborne polyurethane,WPU）这一性能优异、无毒、环保的聚合物高分子材料受到了人们越来越多的关注。但如同大多数高分子材料一样,水性聚氨酯主链同样主要是由碳、氢、氧元素构成。这一组成结构导致了水性聚氨酯具有高度可燃性,限制了其在众多领域的应用。因此,在不明显影响水性聚氨酯各项物理化学性能的前提下,对其进行阻燃功能化成为了一个重要方向。纳米材料的比表面积比传统材料高出数个数量级,作为添加型增强材料与被增强相的界面接触面积非常大,这也意味着只需要添加非常少的量即可对整个复合体系产生宏观质变的影响。例如在聚合物中加入不到5 wt%的纳米材料可以显着改善聚合物的导电率、热导率、光学性质、机械性能、介电性能和热稳定性等。所以,制备高性能聚合物基纳米复合材料能极大地拓展高分子材料的应用范围,服务于人们的日常生活。黑磷（blackphosphorus,BP）得益于其二维纳米结构、优良的机械强度和良好的热稳定性,有潜力作为高分子材料的纳米添加剂来制备出性能优异的复合材料。同时相较于其他二维纳米片,二维黑磷自身全部由“磷”元素组成,而磷元素是一种高效的阻燃元素。所以我们有理由认为,二维黑磷可以增强高分子材料的力学性能、热稳定性和火灾安全性。不过要想实现二维黑磷/聚合物复合材料的大规模应用,首先需要考虑的是如何以一种简便、高效的方法制备二维黑磷;再是解决无机纳米片与聚合物基体相容性的问题;作为纳米阻燃剂还要考量在高温燃烧条件下黑磷会发生热分解而失去层状结构,无法发挥片层阻隔作用;最后是探索在满足阻燃性能的前提下实现聚合物复合材料的多功能性。本论文首先探索了电解液种类、电解液浓度和电剥离电压对电化学法剥离二维黑磷产物的影响,通过实验数据总结出合适的电剥离条件。其次为了改善阳极电剥离法制备的二维黑磷氧化程度较高的问题,用阴极电剥离法采用聚合物阳离子电解液来剥离改性黑磷。再而为了解决二维黑磷在聚合物燃烧时会氧化降解无法全程发挥片层阻隔作用这一问题,我们通过双电极电化学剥离法制备了 BP-Ti3C2杂化物添加到水性聚氨酯中,在降低热释放的同时大幅改善了烟气毒性。另外,我们用电化学沉积法制备了有较高稳定性且导电性能好的Ti3C2@PANI（polyaniline,PANI）杂化物,通过构建隔离结构制备了具有阻燃性能的电磁屏蔽BP-WPU/Ti3C2@PANI导电复合材料。最后,我们利用水热法和冷冻干燥制备RGO-MXene气凝胶,然后通过浸润法获得了轻质的BP-WPU/RGO-MXene复合材料,其具有密度小、电磁屏蔽性能好、隔热和阻燃性能好等优点,可以满足一些高端场景的应用。本论文主要研究工作如下:（1）针对如何简便、高效的获取二维黑磷这一问题,本文采用电化学法剥离黑磷,研究了不同电解液、不同电解液浓度和不同剥离电压对产物的影响。综合测试数据分析得出,选用无氧化性的强电解质,在阴离子尺寸与黑磷层间距相互匹配的情况下,采用高浓度低电压的方式能以较高的产率获得较低氧化程度的二维黑磷。（2）针对采用阳极电剥离法制备二维黑磷氧化程度较高和由于二维黑磷表面成惰性与水性聚氨酯界面相容性较差的问题,我们采用阴极电化学剥离法,选用阳离子型聚合物电解质,同时对黑磷进行了剥离和表面改性。得益于阴极周围还原性氛围,所获得的黑磷纳米片氧化程度显着降低。同时,黑磷表面所附着的高分子长链不仅可以阻碍黑磷纳米片在溶液中重堆积,同时还能与水性聚氨酯的主链形成氢键作用,改善了二维黑磷与聚合物的界面相容性。（3）针对二维黑磷在聚合物燃烧过程中会氧化降解无法全程发挥片层阻隔作用这一问题,我们通过双电极电化学剥离法制备了 BP-Ti3C2杂化物。不同于黑磷在500℃时几乎完全降解,Ti3C2纳米片在含氧条件下受热生成炭纳米片和具有催化作用的锐钛矿型TiO2,可以在聚合物燃烧的全过程提供片层阻隔作用且锐钛矿型TiO2还能起到抑烟减毒的作用,这与黑磷在水性聚氨酯燃烧过程中主要发挥气相阻燃作用形成了互补效应。（4）为了拓宽复合材料的使用范围,我们通过电化学沉积法在Ti3C2纳米片上生长了 PANI纳米线,成功决解了 Ti3C2纳米片在空气环境下易氧化变质的问题。然后用乙醇分散法使Ti3C2@PANI均匀分布在含有黑磷纳米片的水性聚氨酯颗粒上,经过热压得到了具有隔离结构的阻燃电磁屏蔽复合材料。相比于纯WPU,具有隔离结构的WPU复合材料在火灾安全性上得以显着提高,同时其内部串联贯通的三维网络赋予了其良好的导电性,使得复合材料因此具备了良好的电磁屏蔽性能。（5）为了满足某些重点领域如航空航天、飞机制备和汽车工业对电磁屏蔽材料形如轻质、机械性能好、隔热和火灾安全性高的要求。我们在制备得到RGO-MXene气凝胶的基础之上通过浸润法将含有BP的WPU附着在其骨架上,干燥后得到了 FBP-WPU/RGO-MXene复合材料。由于结合了有机无机材料各自的优势,复合材料密度仅为WPU的十分之一,抗压缩强度相较于RGO-MXene气凝胶提升了 328.3%,热释放速率峰值和总热释放值为WPU的25.6%和28.9%,同时还兼具良好的隔热防火能力。这一设计思路被证明是制备高性能复合材料的有效途径之一。
傅志昂[3]（2021）在《辐射法制备有机-无机杂化纳米粒子及其在高分子材料中的应用研究》文中进行了进一步梳理聚合物基纳米复合材料是由聚合物和无机纳米粒子复合而成的材料体系。纳米复合材料通常具有各组分性能的协同效果。然而大部分无机纳米粒子与聚合物间相容性较差,仅通过简单物理复合难以实现纳米粒子的均匀分散。在无机纳米粒子表面修饰有机组分制备有机-无机纳米杂化粒子是提高组分间相亲性的有效策略。将有机组分通过传统化学手段接枝在纳米粒子表面可以制备有机无机纳米杂化粒子,但面临着明显问题:一方面,此方法要求有机组分与纳米粒子上有可相互反应的基团;另一方面,现有修饰方法所接枝分子的分子量较低,纳米复合材料制备受限。因此,通过简单高效的方法在纳米粒子表面修饰高含量以及高分子量的有机组分具有重要的学术和工业价值。辐射接枝技术是在温和的条件下实现聚合物基体与纳米粒子的共价结合的重要方法。本论文以纳米二氧化硅（SiO2）与纳米钛酸钡（BT）表面的聚偏氟乙烯（PVDF）改性为研究对象,创新性地提出利用伽马射线共辐射接枝技术,在室温真空氛围中制备有机-无机杂化纳米粒子的策略;并通过替换纳米粒子核,探索了辐射接枝制备杂化纳米粒子的普适性;随后通过杂化纳米粒子与PVDF聚合物基体的共混,探究了不同表面改性对纳米粒子分散性以及纳米复合材料结构与性能的影响;最后将所合成的杂化纳米粒子直接进行熔融加工,制备形成高固体含量的功能纳米复合材料。论文的具体研究内容如下:（1）SiO2辐射接枝PVDF的制备通过辐射接枝的方法成功地制备了PVDF接枝的SiO2（F-SiO2）。系统研究了合成F-SiO2的化学结构、热稳定性能及结晶行为等,初步探讨了不同反应物投料比与不同吸收剂量对F-SiO2结构与性能的影响。结果表明,PVDF成功接枝并包覆至SiO2表面,其接枝含量随PVDF投料比及吸收剂量的增加而提高,但过高的吸收剂量会导致PVDF发生降解。（2）辐射法制备SiO2杂化纳米粒子与PVDF复合材料结构与性能研究通过熔融加工将不同表面修饰的SiO2与PVDF进行共混,并改变了纳米粒子在PVDF基体中的添加量,从而研究不同表面修饰SiO2在基体中的分散性及其与基体间的相互作用。结果表明,辐射法制备的F-SiO2能够均一分散在PVDF基体中,并能提高复合材料的机械性能,且随着含量的提高,材料的机械性能提高。（3）BT辐射接枝PVDF的制备通过水热合成的方法合成了纳米尺度的钛酸钡（BT）颗粒,运用与制备F-SiO2相似的辐射接枝方法,成功在BT表面修饰了PVDF长链,构筑了杂化纳米粒子F-BT。结果表明,BT表面PVDF的接枝含量可以根据反应条件进行调控,随着BT表面双键含量、PVDF的投料比以及辐射吸收剂量的提高,PVDF的接枝含量显着提升。（4）辐射法制备BT杂化纳米粒子与PVDF复合材料的结构与性能研究通过熔融加工,将不同表面改性的BT纳米介电陶瓷粒子与PVDF进行共混,制备了具有良好机械性的多功能介电纳米复合材料,并探究了不同表面修饰BT对纳米复合材料结构、机械以及介电性能的影响。研究结果发现,仅有辐射法制备的F-BT能够均匀分散在PVDF基体中,提高复合材料的机械与介电性能,且随着填充含量与PVDF接枝含量的提高,材料性能显着提高。（5）熔融加工制备F-BT杂化纳米粒子柔性介电陶瓷将具有不同表面PVDF接枝含量的F-BT杂化纳米粒子直接进行熔融加工,制备了高BT含量的高介电柔性F-BT陶瓷薄膜。研究发现,F-BT陶瓷薄膜具有良好的介电与机械性能,且随着F-BT表面PVDF接枝含量提高,纳米粒子表面PVDF链缠结程度提升并形成致密网络,F-BT薄膜柔性增强。
程秋丽[4]（2021）在《新型功能性高分子抗菌涂层材料的设计、制备及其性能研究》文中提出随着临床需求的增长和科学技术的不断进步,人们对新型生物医用材料植入物和医疗设备的研究兴趣也不断地增强。如今,在医疗健康中,医用植入物和医学设备已经成为一部分人不可缺少的部分。大量的医用材料例如隐形眼睛、导管、种植牙、膝关节植入物、支架等在人体接触条件下使用或是植入人体;相应地,这些生物医用植入物和设备上发生的细菌附着和可能产生的细菌污染也在不断出现。此外,生物材料中微生物的含量较高时会导致严重的细菌感染和健康问题;有时为了避免细菌感染对人体的伤害,还必须去除或更换植入材料,这给患者带来了非常强烈的不适感。一般情况下,这些感染可以使用一些常规的抗菌剂进行治疗;但是,微生物很容易产生耐药性,这些抗菌剂的扩散也可能会对环境造成污染,甚至是对人体造成危害。因此,为了减轻由于细菌感染引起的发病率和死亡率,制备理想的抗菌材料对医疗卫生健康起着至关重要的作用,这一事实也鼓励着科学研究人员努力开发具有抗菌活性的材料以满足医疗设备和公共卫生产品的实际需求。抗菌涂层由于具有良好的表面性质和多变的化学结构以及易于加工制备等优点可以在细菌构成威胁之前将它们消除或者中和,因此成为理想的赋予材料抗菌性质的候选解决方案之一,并且也是对医用材料表面改性使用最广泛的一种方法。此外,它们还具有可以调控厚度的优势并且很容易地扩大生产规模,使涂料涂在物体的表面以满足多种用途;同时,由于聚合物涂层的结构功能具有可设计性、抗菌可靠性强、整体性能稳定等优点,因此是解决细菌附着与生长的一种有效策略。开发和制备具有良好抗菌性能的聚合物涂层对于抗菌材料的发展来说具有重大意义。在本论文中,我们从聚合物结构设计出发,分别采用聚氨酯反应、传统的自由基溶液聚合和可逆加成-断裂链转移聚合的方法,将抗菌单元引入聚合物结构中,将聚合物溶液利用简单的喷涂或浸涂制作成抗菌涂层。其中,研究的具体内容如下:第二章,我们设计并合成了季铵盐类聚氨酯预聚物（Pre-A）和双键封端的聚氨酯预聚物（Pre-B）;还利用溶胶凝胶法对纳米Si O2进行修饰;修饰后纳米Si O2可以与聚氨酯预聚物以化学键相连。将这两种聚氨酯预聚物配制一定含量的溶液在光引发剂存在下,通过喷涂的方式,光交联固化后得到不同的涂层。测试结果表明,该聚氨酯涂层的光学透明度良好。抗菌结果表明,随着季铵盐类聚氨酯预聚物Pre-A含量的增加,涂层抗菌性能增强,说明涂层对变形链球菌的生长抑制具有对Pre-A的浓度依赖性。此外,涂层对L929成纤维细胞的毒性低。该聚氨酯抗菌涂层制备过程简单,是制备抗菌涂层的一种有效策略。第三章,由于第二章制备的抗菌涂层在使用过程中很容易发生磨损或断裂,因此我们制备了有机-无机杂化的抗菌涂层。首先合成了龙脑基丙烯酸酯单体,利用该单体与甲基丙烯酸甲酯和3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷通过传统的自由基溶液聚合方法得到了龙脑基丙烯酸酯不同含量的可进行溶液加工的聚合物。通过简单地混合不同聚合物溶液和杂化硅溶胶溶液分别利用共价键（-Si-O-C-键）和环氧基团的单独交联制备了抗菌涂层。通过红外光谱和水相接触角测试验证我们已成功将聚合物引入表面。抗菌涂层具有光滑的表面、较低的表面粗糙度和良好的透明性。另外,涂层HS-MKB-8具有良好的耐久性和坚固性,说明杂化硅溶胶溶液的引入可以有效提高涂层的力学性能。除此之外,HS-MKB-8还具有优异的抗菌粘附性能,对大肠杆菌（革兰氏阴性菌）和变形链球菌（革兰氏阳性菌）的抑制率分别为94.3%和80.6%。体外和动物体内细胞实验证明HS-MKB-8涂层具有良好的生物相容性和生物安全性。这种制备简便且具有良好机械性能的涂层在医学材料领域有良好的应用前景。第四章,由于第三章龙脑独特的结构导致材料表面的疏水性在一定程度上限制了其广泛应用,因此我们制备了龙脑基亲水性抗菌涂层材料。将两性离子2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱（MPC）单体与双环单萜结构龙脑化合物结合并利用可逆加成-断裂链转移聚合方法先获得了不同的聚合物。然后在基材上预先形成了氨基丙二腈对甲苯磺酸盐AMN涂层,并将不同聚合物进行溶液加工后通过席夫碱反应将其引入到基材表面。通过X射线光电子能谱验证我们成功将聚合物引入表面,并通过静态水相接触角确定了由于两性离子MPC的存在得到了亲水性的涂层表面;与此同时,这些聚合物涂层具有较低的表面粗糙度。SA-PMFB-40%涂层表面两性离子MPC与天然龙脑可以分别依靠超水合作用和特殊的立体化学结构使材料表面具有防污性能。另外,涂层SA-PMFB-40%可以有效地抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在表面的附着与生长。并且,聚合物和不同的涂层对MRC-5（肺成纤维细胞）毒性低,具有良好的生物安全性。我们的结果表明,这种基于天然龙脑制备亲水性聚合物抗菌材料在医学方面具备潜在的应用价值。
王骞[5]（2021）在《金属锂负极的结构设计及表界面化学研究》文中提出化学电源作为一种能够将电能和化学能进行高度可逆转化的储能装置,是提高能源利用率的重要载体,自问世以来,就一直广受研究者的青睐。然而,目前商业化的基于插层化学反应的锂离子电池很难满足人们日益增长的对高能量密度的需求。因此,亟待开发新型的具有高能量密度、长循环寿命的锂电池体系。作为锂电池体系的核心,电极材料的发展则是制约其能量密度提升的关键性因素。与商业化的石墨负极相比,锂金属负极得益于其高的理论容量、低的电极电势以及轻质等特点,一直被认为是所有负极材料中的“圣杯”。基于锂金属负极构建的锂硫、锂空等新型电池体系,也表现出超过500 Wh kg-1的能量密度,被认为是当前锂离子电池体系的理想替代者。然而,锂金属负极目前还存在两个方面的应用难点。一方面,锂金属表面在不断的电沉积过程中,由于局部锂离子的液相传质流量不同,容易导致不均匀的锂沉积,进而产生树枝状的锂枝晶,最终可能刺穿隔膜引发电池短路甚至燃烧等安全性问题;另一方面,锂金属负极在循环过程中会经受剧烈的体积膨胀与收缩,导致电极/电解液界面膜的不断重构,使得库伦效率降低以及循环寿命不足。基于以上背景,本论文从复合锂金属负极的制备和表界面化学行为调控两个方面入手,改善锂的不均匀沉积行为,缓解锂金属负极的体积效应,从而大幅度提升了锂金属负极的库伦效率和循环寿命。具体研究内容共分为五个章节:1.开发了电沉积制备表面保护的复合锂金属负极的方法。现有的复合锂金属负极制备方法主要集中于锂金属熔融灌注以及在纽扣电池内以锂金属为阳极进行原位电沉积,要想实现产业放大还较为困难。基于此,本章以商品化的碳纤维布作为金属锂的载体,通过电沉积策略,将金属锂还原沉积在三维碳纤维织布的内部,得到了高比容量的复合锂金属负极。三维碳纤维布的使用可以降低电极的局部电流密度以及缓解充放电过程中的体积变化。同时,在长时间的电化学镀锂过程中,伴随电解液的分解,电极表面会生成一层稳定的、具有高导锂离子能力的保护膜,既确保了锂离子在电极界面上的稳定快速传输,又可以抑制锂枝晶的生长。2.提出了基于络合机制的锂离子界面调控策略。尽管上一章中构建的复合锂金属负极可以一定程度上抑制锂枝晶的生长,但若想从根本上改善非均匀电场作用下锂的不均匀沉积问题,还需从电极/电解液界面入手。基于此,本章在电解液中引入聚乙二醇添加剂,通过优选聚乙二醇的分子量,改善了锂的不均匀沉积行为,提高了锂金属负极的循环稳定性。聚乙二醇可以吸附在锂金属表面,同时通过重复的乙二醇单元与电解液中的锂离子络合,形成稳定的表面膜,使得电极/电解液界面处的锂离子分布更加均匀,进而促进锂的均匀沉积。3.提出了基于超填充机制的锂离子界面调控策略。尽管上一章提出的络合机制可以有效促进锂的均匀沉积,但由于会在电极表面形成一层络合阻挡层,不利于高电流、高嵌/脱锂容量下锂的均匀沉积。基于此,本章发展了一系列具有含硫共轭结构的分子作为电解液添加剂。以硫脲分子为代表,其可以吸附在锂金属表面,通过超填充机制实现高电流、高嵌/脱锂容量下的无枝晶锂沉积。具体地,该机制是通过促进锂在凹处更快的沉积而实现无枝晶沉积以及整平锂表面,而非传统机制中阻止锂在凸处沉积的方式。实验结果也与理论模拟结果一致,相应的锂金属电池也表现出非常好的大电流充放电能力和循环稳定性。4.改善了固态电解质中负极/电解质界面处锂的不均匀沉积行为。尽管固态电解质的使用可以极大地提升锂金属电池的安全性,但仍然没有改变负极/电解质界面上固有的不均匀锂沉积行为。基于此,本章在上一章提出的超填充机制的基础上进一步拓展,并设计了一种非对称的固态电解质。具体地,在正极侧,采用有机无机复合的固态电解质,以确保与正极材料有良好的界面接触;在负极侧,采用含有硫脲的凝胶电解质,以实现对负极侧锂沉积行为的调控。硫脲的引入不仅改善了负极/电解质界面处锂的沉积行为,同时也提升了锂金属电池的电化学动力学过程。5.优化了锂硫电池中负极/电解质界面处锂的沉积行为。本章立足于高能量密度的锂硫电池对金属锂负极界面的需求（高电流、高嵌/脱锂容量下的稳定性）,在锂金属表面构建了有机-无机磷酸化的保护层。与传统的基于Li2Sx的有机-无机保护膜不同,其在锂硫电池体系中,很可能会与锂硫电池的放电中间产物——多硫化锂发生反应,进而失去应有的保护作用。基于此,本章采用植酸作为金属锂表面处理试剂,通过一步螯合反应在金属锂表面原位形成一层有机-无机磷酸化的保护层。在该保护层中,具有高导锂离子能力的LixPO4与锂离子之间的多核配合物起到了“柔性交联连接体”的作用,既确保了保护层的柔性,又使得LixPO4在电极表面均匀分布,进而改善了界面处锂离子的传输性质,促进锂的均匀沉积。更重要的是,该保护层与锂硫电池具有极高的兼容性,有效地提升了锂硫电池的循环稳定性。
桑敏[6]（2021）在《有机-无机杂化导电复合材料的界面结构设计与性能研究》文中提出随着信息技术的发展,可穿戴电子设备和一些智能电子器件受到了广泛的关注。然而目前的智能电子设备通常只具备单一的性能,无法适应复杂环境中的多种功能需求。将无机导电填料引入到聚合物基体中,可以有效地结合各组分各自的优点,从而创造出不仅具有良好的加工性能,而且具有多种功能用途的有机-无机杂化导电复合材料。目前如何开发导电复合材料的多种性能,提高复合材料的各种性能以及实现多种性能的高度集成化是研究的热点。本文以有机-无机杂化导电复合材料的界面结构设计和性能研究为目标,研制了五种新型的多功能导电复合材料。一方面,通过不同的组装方法来制备不同结构的导电复合材料,如导电复合薄膜、导电复合织物和导电复合海绵,探讨结构对力学性能的影响,为构-效关系的研究提供一定的指导意义。另一方面,探究导电复合材料在电磁屏蔽、柔性电子传感和驱动等领域的应用前景,以及如何实现多种性能的高度集成,开发出具有多种功能用途并适应不同应用场景的导电复合材料。具体的研究内容和成果如下:1.PVDF/CI/MXene磁性导电复合薄膜的研制及其传感和电磁屏蔽性能。采用溶液浇铸法制备了 PVDF/CI薄膜,接着采用喷涂法制备了 PVDF/CI/MXene导电复合薄膜。基于高分子聚偏氟乙烯（PVDF）的压电性和羰基铁（CI）的磁性,该复合薄膜可对外界的应变和磁场表现出双重刺激-响应性能。导电MXene的引入使得PVDF/CI/MXene复合薄膜具备优异的导电性,从而可以有效的屏蔽外界的电磁辐射。最后基于导电复合薄膜的传感性能和电子屏蔽性能,有望作为一种可穿戴电子设备来监测人体的运动以及保护人体免受电磁辐射的伤害。2.PVDF/Ag NWs/CNTs织物传感器的研制及其人体监测和电磁屏蔽性能。采用浸渍-烘干法将银纳米线（Ag NWs）和碳纳米管（CNTs）涂覆于无纺布上,再将PVDF溶液浇铸于织物上得到PVDF/Ag NWs/CNTs多功能导电织物。织物的引入提高了复合材料的柔软性和舒适性,满足了可穿戴设备的发展要求。Ag NWs和CNTs双导电网络提高了无纺布的导电性,使得复合材料展现出优异的电磁屏蔽性能,最大屏蔽值可达到34 dB。此外,CNTs优异的力学性能也有利于提高无纺布的力学强度。重要的是,该复合材料还可以对外界的应力刺激做出响应,当受到不同力（0、20、44和60 N）的刺激时,该传感器将产生不同的压电电压（0、0.4、1.0和1.5 V）,从而具有力传感特性。最后,它不仅能及时响应不同的外部压力（响应灵敏度为0.024 V/N,响应时间为35 ms）,而且还能监测不同的身体运动,如关节弯曲、跑步和跳跃。3.PVDF/MXene/PI三明治型导电复合薄膜的研制及其人体热管理和监测与电磁屏蔽性能。采用溶液喷涂法将导电Ti3C2Tx MXene喷涂于PVDF表面,再粘贴聚酰亚胺（PI）胶带来组装三明治型导电复合薄膜。通过控制MXene的喷涂量,来提高复合材料的的电磁屏蔽性能。外界应变对中间MXene导电网络的影响,赋予了复合薄膜优异灵敏的人体监测功能,可监测手指弯曲,手臂弯曲,说话,喝水,触摸和按压等运动。最后,根据焦耳热原理,PVDF/MXene/PI复合薄膜在通电情况下可产生热量,耐高温绝缘PI胶带的粘贴有效地避免了导电层与人体的直接接触,可用于人体热治疗。4.PTFE/MXene/PI导电夹层驱动器的研制及其电热驱动和电磁屏蔽性能。通过一种非常简单和快速的“切割和粘贴”方法,将聚四氟乙烯（PTFE）和PI胶带粘在MXene薄膜表面,构建了一种柔性的PTFE/MXene/PI导电夹层结构。市售PTFE和PI胶带赋予了 PTFE/MXene/PI夹层结构理想的机械坚固性和疏水自清洁功能,因此它可以在不同的环境下工作。由于MXene薄膜的高导电性,PTFE/MXene/PI夹层结构表现出优异的电磁屏蔽能力,最大屏蔽值可达44 dB。更重要的是,基于PTFE和PI的热膨胀系数差异,PTFE/MXene/PI夹层驱动器可以在电压刺激下从PTFE侧向PI侧弯曲。最后作为概念原理,将驱动性能和电磁干扰屏蔽性能相结合,设计了一种智能屏蔽窗帘,进一步表明多功能PTFE/MXene/PI夹层结构可广泛应用于智能电子设备和柔性机器人设备。5.柔性轻质三聚氰胺海绵/MXene/聚硼硅氧烷（MSMP）混合结构的研制,用于高性能电磁干扰屏蔽和安全防护抗冲击。为提高导电复合材料的力学抗冲击性能,将导电的Ti3C2Tx和聚硼硅氧烷（PBS）掺入到多孔的三聚氰胺海绵（MS）中,提出了一种轻质柔性的三聚氰胺海绵/MXene/聚硼硅氧烷（MSMP）复合结构,该结构兼具抗外界冲击和电磁屏蔽性能。由于其剪切增稠特性,该纳米复合材料具有优异的能量耗散能力,能有效地降低外部冲击力。同时,纳米复合材料具有良好的电磁干扰屏蔽能力,最大屏蔽值可达39 dB。此外,由于PBS的粘弹性和内部的超分子网络,MSMP在切割后表现出明显的粘附性能,可以反复抵抗外部的切割损伤。最后,通过将MSMP纳米复合材料集成到普通运动服中,研制出一种安全的可穿戴运动防护装备,可以为人体提供双重保护。由于具有良好的安全防护性能和电磁干扰屏蔽性能,MSMP纳米复合材料有望在精密电子仪器和可穿戴防护设备中展现出巨大的应用潜力。
高娇娇[7]（2021）在《蛋白质-磷酸盐杂化纳米花的制备及其传感性能研究》文中研究指明有机-无机杂化纳米花是由生物活性分子和纳米材料杂化而形成的花状微球,其既具有生物活性分子的专一性、纳米材料的耐酸碱性、热稳定性,又可体现出特有的协同效应,因而在生物传感研究领域有着巨大的应用潜力。据此,本论文采用一锅法制备了血红蛋白-磷酸铜有机-无机杂化纳米花（Hb-Cu3（PO4）2 HNFs）、Hb-Mn3（PO4）2 HNFs等十种蛋白质-磷酸盐杂化纳米花,系统研究了有机-无机杂化纳米花的生长机制,尤其是搞清了有机组分和无机组分之间的相互作用机理,提出一种普适性的蛋白质-磷酸盐杂化纳米花的合成方法;并基于这些纳米花,构建了比色/荧光双模式生物传感、电化学生物传感、比色免疫生物传感以及免疫生物传感试纸等四种生物传感器。该研究可为有机-无机杂化纳米材料制备提供新方法,丰富生物传感器的研究内容,亦可为环境和临床诊断提供借鉴。全文共分五章,作者的主要贡献如下:（1）采用一锅法合成了 Hb-Cu3（PO4）2 HNFs,探讨了其生长机理;并构建了基于该材料的H2O2荧光/比色双模式生物传感器。使用SEM和XPS对该材料的结构、组成、形貌和表面电子结构研究的结果表明,合成的Hb-Cu3（PO4）2 HNFs呈分层花状微球,花球高度分散,尺寸为10～15μm,纳米花瓣表面有Hb活性中心的暴露。催化活性测试表明,Hb-Cu3（PO4）2 HNFs的催化活性是纯Hb的3-4倍,在室温下储存35天后,其保留的催化活性为89.70%,是纯Hb的2倍;所开发的荧光/比色双模式生物传感器对H2O2测定具有优异的选择性,比色传感的线性范围为2～10 ppb、20～100 ppb,检出限为0.1 ppb;荧光传感更为灵敏,线性范围为0.2～10ppb、20～100 ppb,检出限为0.01 ppb;该传感器用于雨水、自来水和废水中H2O2检测,三次测定结果的平均回收率在88.95%～112.36%之间。相比于纯Hb,Hb-Cu3（PO4）2 HNFs具有显着增强的稳定性和催化活性;与其他H2O2传感方法相比,该传感器可同时输出比色/荧光信号,双信号互相校准,可确保检测结果的准确性。（2）以锰离子和磷酸盐为无机原料,合成了 Hb-Mn3（PO4）2 HNFs,构建了基于该材料的H2O2电化学生物传感器。使用UV-vis、CD和荧光光谱对该材料中Hb的构象研究结果表明,Hb的构象发生去折叠现象,而大量的Hb活性中心暴露于材料表面。电化学研究表明,这种新型的敏感材料对H2O2表现了很好的催化还原作用,基于该材料的电化学生物传感器在低浓度下具有较宽的线性范围20 nm～0.36 μM,检出限为7 nm、灵敏度为68.95μA·μM-1·Cm-2;该传感器用于雨水和人血清样品中H2O2的快速检测,五次测定结果的平均回收率在99.8%～105.3%之间。与Hb-Cu3（PO4）2 HNFs相比,Hb-Mn3（PO4）2 HNFs也呈分层花状微球,但其具有更大的比表面积54.73 m2/g,更丰富Hb活性中心以及优异的电化学性能;与基于其他纳米材料的电化学生物传感器相比,该传感器对H2O2的检测限降低了 1个数量级,灵敏度提高了3个数量级。（3）以鸡蛋清（CEW）作为有机组分,采用一锅法制备了 CEW-Cu3（PO4）2 HNFs。使用ESR、XPS和UV-vis对该材料的催化性能和催化机理的研究表明,该材料同时具有模拟过氧化物酶和多酚氧化酶生物催化活性能,平均反应速率常数为12.43×10-2 min-1,是Cu3（PO4）2 NSs的5倍;利用有机组分CEW中包含的亲和素与生物素之间的相互作用,制备了生物素-N-琥珀酰亚胺基酯-抗癌胚抗原二级抗体标记的CEW-Cu3（PO4）2捕获探针（CEW-Cu3（PO4）2 HNFs@Biotin-NHS-Ab2）,构建了一种基于该探针的癌胚抗原（CEA）比色生物传感器。实验结果表明,在弱碱性（pH=7.5）条件下,所开发的比色生物传感器的线性范围为0.05～40 ng/mL,检出限为3.5 pg/mL;该传感器用于人血清中CEA的平行三次检测的回收率在97.00%～106.00%之间。CEW-Cu3（PO4）2 HNFs具有优异的生物催化活性;与基于其他纳米材料的比色生物传感器相比,该传感器可在接近人血清pH值的条件下实现CEA的快速检测。（4）提出一种适用于以多种金属离子（Ca2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+）作为无机原料的Hb-M3（PO4）2·nH2O HNFs合成方法。采用FT-IR、UV-vis、CD 和 XPS 对 Hb-M3（PO4）2·nH2O HNFs 的化学组成、Hb 构象变化及有机组分与无机组分之间的相互作用进行分析。实验结果表明,金属离子在诱导Hb去折叠的同时与其展开所暴露出的酰胺基、羧基等基团相配位;利用软硬酸碱理论,系统研究了 Hb-M3（PO4）2·nH2O HNFs的形成机理,是以配位于Hb的M2+为成核位点,M3（PO4）2·nH2O晶体各向异性生长,直至形成分层花状微球。Hb和七种Hb-M3（PO4）·nH2O HNFs的催化活性测试结果发现,在体系pH=7.5的条件下,Hb-Cu3（PO4）2 HNFs表现出最佳催化性能,平均反应速率常数为839.05×10-3 min-1,是纯Hb的14倍。与Zare等人提出合成方法相比,该方法更具有普适性;所合成材料的催化性能也提高了 3倍。（5）以滤纸为基底材料,通过一锅法在其表面原位生长无催化活性的CEW-Ca3（PO4）2 HNFs;同时,制备了具有优异催化活性Hb-CEW-Cu3（PO4）2 HNFs。在两种杂化纳米花表面分别标记Biotin-NHS-Ab1和Biotin-NHS-Ab2,制备了滤纸原位生长 CEW-Ca3（PO4）2 HNFs@Biotin-NHS-Ab1-CEA-Hb-CEW-Cu3（PO4）2 HNFs@Biotin-NHS-Ab2免疫生物传感试纸。基于该试纸,利用ELISA方法实现了 CEA的可视化检测。实验结果表明,该试纸的检测范围为0.5～100 ng/mL,检出限为0.5 ng/mL,用于人血清样品中CEA的平行三次测定结果的回收率在89.50%～108.06%之间。与传统的ELISA法相比,该试纸具有成本低廉、操作简便、检测快速、可现场检测的优势。
薛楚[8]（2020）在《掺偶氮苯有机-无机光敏复合薄膜的制备及性能研究》文中指出近年来,含偶氮苯分子的聚合物材料,因其在光子学等领域具有广泛的应用前景,引起了科研工作者的极大兴趣。另外,有机-无机复合材料是由有机材料和无机材料在分子水平上结合,因此,具有很多独特的物理和化学性质,在光学、电磁学等领域具有广泛的应用。本文通过低温溶胶-凝胶技术结合旋涂方法,制备得到了掺偶氮苯和光敏功能基团的二氧化钛基/有机改性硅烷复合光波导薄膜材料,由于掺杂偶氮苯,使得该复合薄膜具有良好的光响应特性,另外掺杂的光敏功能基团使该复合薄膜具有紫外光固化功能,另外,该复合薄膜在低温下即可获得数微米的厚度,表面光滑致密,且具有较高的光学透过率以及优良的光波导特性,因此,该复合薄膜材料在光子学以及微光学等领域具有非常重要的应用价值。基于偶氮苯分子的光致异构化特性,研究了钛含量、偶氮苯含量以及热处理温度对该复合薄膜光响应特性的影响。结果表明,钛含量为0.2mol、偶氮苯含量为3wt.%、热处理温度为50°C的薄膜具有较好的光响应特性。通过棱镜耦合技术研究了不同钛含量、不同偶氮含量以及不同热处理温度下该复合薄膜的折射率与厚度、传输模式和传输损耗等光波导特性。结果表明,制备得到的复合薄膜光传输损耗值在0.2 d B/cm左右,可以满足微光学元器件中光传输损耗的要求。通过原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和热重分析等研究了该复合薄膜的表面形貌以及光化学结构特性。最后,基于该复合薄膜具有紫外光固化功能,以聚苯乙烯微球模板和光刻胶模板作为母模,通过紫外软压印技术,在该复合薄膜上压印得到了微透镜阵列结构,并研究了复合薄膜微透镜阵列结构的光学成像等性能。
纪钰[9]（2019）在《基于共轭聚合物的有机/无机杂化诊疗平台的设计、合成及应用》文中研究指明光学诊疗是利用光学手段来实现疾病诊断和治疗,具备高分辨、高灵敏、精确操控和易诊疗一体化等优点,正成为重大疾病早期诊断和精准治疗的重要手段。而开发高性能诊疗剂的关键在于如何权衡有效载荷、载体与表面修饰之间的利弊设计出个性化智能响应的纳米诊疗平台。例如,选择优秀的载体为有效载荷提供在运输过程中的保护、提高循环时间以及能够对肿瘤特异性响应。载体的表面修饰进一步为诊疗纳米材料提供额外的性能,例如,穿透障碍能力强,特异性结合靶点强等。所以纳米材料是发展光学诊疗技术在生物医学方面应用的关键环节。众所周知,无机材料具有优异的光物理性质,如高稳定性、高量子效率等,使其成为优秀的光学成像平台。高分子半导体通常为具有大共轭主链的共轭高分子或含有大共轭结构的高分子。因其优异的半导体光学性质,在光学诊疗方面潜力巨大。近年来,有机/无机杂化的纳米诊疗平台逐渐成为人们研究的热点。目前基于有机/无机杂化的纳米诊疗平台结合了有机与无机材料的优势,然而研究仍然存在一些问题和不足。在设计方面,如何巧妙的设计平台的结构来权衡纳米在运输、递送、靶向、渗透和毒性各方面的关系。本文旨在通过结构设计,开发基于共轭聚合物的具有近红外吸收的有机/无机杂化纳米诊疗平台。具体内容如下:1、基于共轭聚合物合成p H敏感的串联激活光动力治疗和化学疗法纳米诊疗平台的研究本章中我们使用基于半导体聚电解质的两性离子光敏剂（PFNS）来修饰上转换纳米颗粒的表面以制备近红外（NIR）光响应光动力治疗剂（UCNP@PFNS）。接下来将p H敏感的锰-磷酸钙（Mn Ca P）层进一步涂覆到UCNP@PFNS上,其中掺入缺氧激活的前药AQ4N。所获得的纳米复合材料在血液中具有73 nm的高稳定性直径,并且在肿瘤中具有显着增强的渗透性和保留（EPR）效应。重要的是,当这些纳米颗粒到达肿瘤部位时,酸性肿瘤微环境（p H6.5-6.8）会分解Mn Ca P层,并释放出UCNP@PFNS（30 nm）和AQ4N。相对粒径较小的UCNP@PFNS和AQ4N满足了纳米PS和药物在肿瘤中的不同分布要求,达到了很高的治疗效果,抑制率高达83%。此外,在Ca P分解过程中可释放Mn2+离子,导致肿瘤部位的磁共振（MR）信号显着增加。总体而言,我们报道了由MRI和荧光成像引导的纳米颗粒具有PDT和化疗的串联活性激活模式,这有望用于未来的临床诊断和治疗。2、共轭聚电解质刷为模板合成金纳米粒子在光声成像引导光热疗法设计用于有效地将近红外光转换为热的金纳米颗粒（GNP）,为临床前的光声成像（PAI）指导光热诊疗学提供了广阔的前景;然而,低的光热转化效率（η）极大地限制了它们在与光热有关的光热学上的实际应用。因此,迫切需要设计新的方法和机理研究来提高转换效率。在本章中,报道了共轭聚电解质刷作为模板的方法可合成在体内为PAI和PTT的诊疗GNP材料,并且具有增强η的效果,同时解释了增强η的潜在机理。首先,通过使用单分散共轭聚电解质刷（PFNBr）作为模板,制备不同尺寸（30、45、60和75 nm）的聚合物模板GNP（PTG）。值得注意的是,30 nm PTG显示出最强的光热效应,相对于使用传统方法制备的相同大小的纯GNP,其显示的η增强了3.5倍。使用飞秒瞬态吸收（fs-TA）光谱进行的进一步机理研究表明,PTG加速了电子-声子相互作用,相对于纯GNP而言PTG的η增强了3.5倍。最后,使用最佳大小的PTG进行的体内研究表明,活体小鼠对肿瘤具有出色的抑制作用。这项研究不仅介绍了第一个共轭聚合物模板的PTG,而且还提供了对超快激发态动力学的更深刻的基本理解,这两者都将激发高性能PTG的未来制造。3、聚赖氨酸包裹的黑色素纳米颗粒靶向糖胺聚糖用于骨关节炎关节软骨退变的早期诊断本章中我们介绍聚赖氨酸（PLL）包裹的内源性黑色素纳米颗粒MNPs作为带正电荷的对比剂,通过其与软骨中阴离子糖胺聚糖（GAGs）的强静电相互作用,实现对软骨退变的准确光声成像（PA）。PLL-MNPs具有较高的PA强度、光稳定性和生物相容性。体外PAI研究显示,Zeta电位为+32.5±9.3 m V的PLL-MNPs比阴离子MNPs有更多的软骨吸收和更长的保留时间,并且与软骨中GAG含量呈正相关。在活小鼠模型中,经关节内注射给药后,PLL-MNPs在正常关节（高GAG含量）中表现出的PA信号约为OA（低GAG含量）的两倍。此外,所获得的PAI结果提供了OA膝关节中GAG含量分布的准确信息。因此,通过PAI检测分析OA软骨中GAG含量的变化,可以明确区分早期OA与晚期OA,监测药物治疗后OA的治疗效果,所有PAI结果均进行组织学检查。
周榆久[10]（2020）在《近线性聚合物基介电复合材料及薄膜研究》文中提出有机薄膜电容器具有极高的功率密度,在脉冲电源系统、高压输电网络等领域有着无可替代的地位。目前有机薄膜电容器的储能密度偏低,导致装备体积过大,严重制约了其应用。有机薄膜电容器性能由聚合物材料所决定,因此开发一种兼具高储能密度和高充放电效率的聚合物介电复合材料至关重要。本文探讨了近线性聚合物基复合材料的材料组成与结构参数对储能特性的影响,得到以下结果:1.基于体复合方式分别研究了以高介电铁电材料为基体的聚脲/聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯（PUA/P（VDF-CTFE））和以高充放电效率线性材料为基体的聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氟氯乙烯/聚脲（P（VDF-Tr FE-CFE）/PUA）复合薄膜。研究发现,在较低复合比例下采用体复合方式均能显着提升复合薄膜的储能特性,但高比例下将发生相分离导致耐压性能降低。在PUA/P（VDF-CTFE）中,10 vol.%PUA的复合薄膜击穿场强高达5020 k V/cm,是纯P（VDF-CTFE）的1.35倍;同时,2500 k V/cm电场下充放电效率从10.6%显着提高至46.1%。在P（VDF-Tr FE-CFE）/PUA中,20 vol.%比例的薄膜储能密度达到4.49 J/cm3,充放电效率为62%。2.为解决体复合发生相分离的局限性,研究了双层结构的PUA/P（VDF-CTFE）与P（VDF-Tr FE-CFE）/PUA复合薄膜。结果发现,对于介电常数差异较小的PUA/P（VDF-CTFE）,厚度比例为1:1的复合薄膜击穿场强达6180 k V/cm,比纯P（VDF-CTFE）提高了35%,2000 k V/cm下双层薄膜充放电效率均高于75%。对于介电常数差异较大的P（VDF-Tr FE-CFE）/PUA,当厚度比例为1:1时,复合薄膜击穿场强略微下降,储能密度提升为4.78 J/cm3,充放电效率为55%。3.为提高纳米材料分散性,将高绝缘PUA对钛酸钡（BT）纳米颗粒进行表面修饰,实验发现介电常数与击穿场强同时提升。随后,设计了一种具有介电梯度的三层渐变复合薄膜以缓解层间介电常数差异。结果表明,三层渐变薄膜的最大击穿场强可达5970 k V/cm,储能密度提高到8.2 J/cm3,充放电效率为50%。4.提出一种中间为高极化强度BT纳米颗粒、两侧为高充放电效率线性材料聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的三层夹层复合结构。采用体复合优化后的PMMA作为基体,研究了不同夹层厚度对储能特性的影响。结果表明,当BT夹层体积分数为14%时,复合薄膜击穿场强达到5340 k V/cm,储能密度提高至7.48 J/cm3,充放电效率为77.2%,实现了高储能密度的近线性聚合物复合薄膜的制备。
二、有机-无机纳米复合材料的合成、性质及应用前景（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、有机-无机纳米复合材料的合成、性质及应用前景（论文提纲范文）
（1）基于香豆素有机-无机复合纳米探针材料和Fe3+传感应用的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 目前报道的代表性探针材料的介绍 |
| 1.2.1 有机小分子探针 |
| 1.2.2 量子点铁离子探针 |
| 1.2.3 MOF探针 |
| 1.3 荧光化学传感器的特点简介 |
| 1.4 荧光信号的改变机制 |
| 第二章 香豆素基的复合纳米探针材料和Fe~(3+)传感应用的研究 |
| 2.1 本文研究内容及创新点 |
| 2.2 实验所需的药品及仪器设备 |
| 2.3 香豆素基的有机-无机复合八米材料的合成 |
| 2.3.1 LaOBr:1%Ce~(3+),9%Tb~(3+)材料的制备 |
| 2.3.2 香豆素基材料的合成 |
| 2.3.3 有机-无机复合纳米材料的合成 |
| 2.4 Fe~(3+)离子检测 |
| 2.5 荧光成像、细胞水平Fe~(3+)检测和水性油墨防伪的应用 |
| 2.6 结果与讨论 |
| 2.6.1 材料的表征 |
| 2.6.2 复合材料和Fe~(3+)结合机理的分析 |
| 2.6.3 LaOBr/DAT复合材料离子选择性、水稳定性、生物毒性的分析 |
| 2.6.4 DAT和 LaOBr/DAT复合材料量子效率的对比 |
| 2.6.5 DAT和 LaOBr/DAT复合材料的Fe~(3+)检测分析 |
| 2.6.6 LaOBr/DAT复合材料细胞水平Fe~(3+)检测及防伪应用 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）水性聚氨酯/二维黑磷复合材料设计及其阻燃和电磁屏蔽性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语中英文对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二维材料的兴起 |
| 1.2 二维黑磷的研究进展 |
| 1.2.1 黑磷的发现及其制备方法 |
| 1.2.2 黑磷的结构与性质 |
| 1.2.3 二维黑磷的制备方法 |
| 1.2.4 黑磷的应用领域 |
| 1.3 聚氨酯材料的概述与应用 |
| 1.3.1 聚氨酯材料的简介 |
| 1.3.2 聚氨酯材料的种类 |
| 1.3.3 聚氨酯材料的合成 |
| 1.3.4 聚氨酯材料的应用 |
| 1.4 二维纳米片/聚合物复合材料 |
| 1.4.1 二维纳米片/聚合物基复合材料的定义 |
| 1.4.2 二维纳米片/聚合物复合材料的制备 |
| 1.4.3 二维纳米片/聚合物复合材料的研究进展 |
| 1.4.4 二维黑磷和水性聚氨酯复合材料研究进展 |
| 1.5 本论文的研究目标、研究意义、研究思路和研究内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.5.3 研究思路与研究内容 |
| 第二章 电化学法制备磷烯的条件探索及其在水性聚氨酯中阻燃应用的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料 |
| 2.2.2 块体黑磷制备 |
| 2.2.3 电化学法制备二维黑磷 |
| 2.2.4 二维黑磷/水性聚氨酯复合材料的制备 |
| 2.2.5 仪器与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 黑磷的结构与形貌表征 |
| 2.3.2 不同硫酸电解液浓度对电剥离黑磷产物的影响 |
| 2.3.3 不同剥离电压及(NH_4)_2HPO_4电解液浓度对电剥离产物的影响 |
| 2.3.4 磷烯/水性聚氨酯复合材料结构表征及性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 阴极电化学法同步剥离改性黑磷及其水性聚氨酯复合材料力学和阻燃性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 原料 |
| 3.2.2 黑磷的阴极剥离与功能化 |
| 3.2.3 水性聚氨酯/表面修饰黑磷复合材料的制备 |
| 3.2.4 仪器与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 黑磷的阴极剥离与表面改性 |
| 3.3.2 PEI-BP的表征 |
| 3.3.3 BP-PEI在WPU基体中的分散状态表征 |
| 3.3.4 WPU及其纳米复合材料的机械性能 |
| 3.3.5 WPU及其复合材料的热降解行为 |
| 3.3.6 WPU及其复合材料的火灾危险性评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双电极电化学剥离法制备磷烯-碳化钛杂化物增强水性聚氨酯阻燃性能及机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 原料 |
| 4.2.2 MXenes(Ti_3C_2)的制备 |
| 4.2.3 双电解法制备BP-Ti_3C_2杂化物 |
| 4.2.4 WPU/BP-Ti_3C_2复合材料的制备 |
| 4.2.5 仪器与表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BP-Ti_3C_2的表征 |
| 4.3.2 WPU/BP-Ti_3C_2复合材料分散性的表征 |
| 4.3.3 WPU/BP-Ti_3C_2复合材料的机械性能 |
| 4.3.4 WPU/BP-Ti_3C_2复合材料的热稳定性 |
| 4.3.5 WPU和WPU/BP-Ti_3C_2复合材料的火灾安全性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电化学沉积法制备碳化钛-聚苯胺杂化物用于构建隔离结构的水性聚氨酯导电复合材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 原料 |
| 5.2.2 电化学剥离改性的二维黑磷(FBP) |
| 5.2.3 电化学法制备i_3C_2@PANI |
| 5.2.4 BP-WPU/Ti_3C_2@PANI阻燃导电高分子复合材料的制备 |
| 5.2.5 仪器与表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ti_3C_2@PANI的表征 |
| 5.3.2 聚氨酯导电复合材料隔离结构的表征 |
| 5.3.3 聚氨酯导电复合材料力学性能 |
| 5.3.4 聚氨酯导电复合材料热稳定性 |
| 5.3.5 聚氨酯导电复合材料热导率、导电率和电磁屏蔽性能 |
| 5.3.6 聚氨酯导电复合材料的火灾安全性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 浸润法制备自支撑三维结构的石墨烯-碳化钛/水性聚氨酯泡沫复合材料 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 原料 |
| 6.2.2 氧化石墨烯—碳化钛气凝胶制备 |
| 6.2.3 水性聚氨酯/氧化石墨烯-碳化钛复合材料的制备 |
| 6.2.4 仪器与表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 RGO-MXene气凝胶及复合材料的组成结构形貌表征 |
| 6.3.2 气凝胶及其复合材料的密度、热导率和电磁屏蔽性能的表征 |
| 6.3.3 RGO-MXene气凝胶及其复合材料的力学性能 |
| 6.3.4 RGO-MXene气凝胶及其复合材料的热稳定性及火灾安全性 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结、创新之处及进一步工作展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本论文的主要创新 |
| 7.3 本论文的不足之处及下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表论文 |
（3）辐射法制备有机-无机杂化纳米粒子及其在高分子材料中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 聚合物基纳米复合材料 |
| 1.2.1 聚合物基纳米复合材料的制备 |
| 1.2.2 聚合物基纳米复合材料的性能及应用 |
| 1.3 有机-无机纳米杂化粒子 |
| 1.3.1 杂化纳米粒子的定义 |
| 1.3.2 纳米粒子的制备 |
| 1.3.3 纳米粒子的表面改性 |
| 1.4 辐射加工技术对纳米粒子表面改性的研究进展 |
| 1.4.1 传统纳米粒子表面改性存在的问题 |
| 1.4.2 纳米粒子的辐射改性机理及策略 |
| 1.4.3 辐射加工技术在杂化纳米粒子制备中的应用 |
| 1.5 课题的提出及主要研究内容 |
| 第2章 辐射法制备PVDF接枝的SiO_2纳米粒子及其结构研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 辐射法制备PVDF接枝的SiO_2纳米粒子 |
| 2.2.4 实验表征与分析方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 SiO_2表面修饰设计及反应机理 |
| 2.3.2 不同表面修饰SiO_2杂化纳米粒子的结构表征 |
| 2.3.3 反应条件对SiO_2表面PVDF接枝含量的调控 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 辐射法制备的SiO_2杂化粒子与PVDF共混物结构性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 SiO_2/PVDF复合材料的制备 |
| 3.2.4 实验表征与分析方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 SiO_2在PVDF基体中的分散性 |
| 3.3.2 不同表面修饰SiO_2对PVDF基体性能的影响 |
| 3.3.3 不同表面修饰SiO_2对PVDF流变行为的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 辐射法制备PVDF接枝的BT纳米粒子及其结构研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.4 实验表征与分析方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BT表面修饰设计及反应机理 |
| 4.3.2 不同表面修饰BT纳米粒子的结构分析 |
| 4.3.3 不同表面修饰BT纳米粒子的结构调控 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 辐射法制备的BT杂化粒子与PVDF共混物结构性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 BT/PVDF复合材料的制备 |
| 5.2.4 实验表征与分析方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 不同表面修饰BT在 PVDF基体中的分散性 |
| 5.3.2 不同填充量BT在 PVDF基体中的分散性 |
| 5.3.3 不同接枝含量的F-BT在 PVDF基体中的分散性 |
| 5.3.4 不同表面修饰、接枝含量以及填充含量BT/PVDF的介电性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 F-BT杂化纳米粒子柔性介电陶瓷的制备及其结构性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 实验仪器 |
| 6.2.3 柔性F-BT杂化纳米粒子薄膜的制备 |
| 6.2.4 实验表征与分析方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 不同PVDF接枝含量F-BT杂化纳米粒子薄膜的微观形貌 |
| 6.3.2 不同PVDF接枝含量F-BT杂化纳米粒子薄膜的机械性能 |
| 6.3.3 不同PVDF接枝含量F-BT杂化纳米粒子薄膜的结晶性能 |
| 6.3.4 不同PVDF接枝含量F-BT杂化纳米粒子薄膜的介电性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新性 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）新型功能性高分子抗菌涂层材料的设计、制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 生物医用材料表面的研究 |
| 1.2.1 医用材料表面的细菌感染机制 |
| 1.2.2 聚合物抗菌涂层的研究 |
| 1.2.3 抗菌涂层在材料表面固定化的常用方法 |
| 1.3 抗菌材料种类的介绍 |
| 1.3.1 无机抗菌材料 |
| 1.3.2 有机抗菌材料 |
| 1.3.3 天然抗菌材料 |
| 1.4 抗菌涂层表面发挥作用的模式 |
| 1.4.1 杀菌型涂层 |
| 1.4.2 细菌-排斥型涂层 |
| 1.4.3 智能响应型抗菌涂层 |
| 1.5 龙脑基高分子抗菌材料 |
| 1.5.1 龙脑的结构与功能 |
| 1.5.2 基于龙脑抗菌材料的研究与应用 |
| 1.6 本论文的设计思路与研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 一步光交联法构建季铵盐类聚氨酯抗菌表面及其性能研究 |
| 引言 |
| 2.1 主要的化学药品和仪器设备 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 季铵盐类聚氨酯预聚物(Pre-A)的合成过程 |
| 2.2.2 双键封端的聚氨酯预聚物(Pre-B)的合成过程 |
| 2.2.3 功能化纳米SiO_2的合成过程 |
| 2.2.4 聚氨酯抗菌涂层的制备 |
| 2.2.5 涂层的抗菌性能测试 |
| 2.2.6 涂层的细胞毒性测试 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 含季铵盐类聚氨酯预聚物(Pre-A)的结构表征 |
| 2.3.2 双键封端的聚氨酯预聚物(Pre-B)的结构表征 |
| 2.3.3 功能化纳米SiO_2的红外表征 |
| 2.3.4 涂层的表面性质 |
| 2.3.5 涂层的抗菌性能评估 |
| 2.3.6 涂层的细胞毒性评估 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于有机-无机杂化体系的聚合物抗菌涂层的制备及其性能研究 |
| 引言 |
| 3.1 主要的化学药品和仪器设备 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 龙脑基丙烯酸酯(BA)单体的合成过程 |
| 3.2.2 聚合物P(MMA-KH570)的合成过程 |
| 3.2.3 聚合物P(MMA-KH570-BA)的合成过程 |
| 3.2.4 杂化硅溶胶溶液的制备过程 |
| 3.2.5 有机-无机杂化涂层的制备过程 |
| 3.2.6 有机-无机杂化涂层的机械性能表征 |
| 3.2.7 有机-无机杂化涂层的抗菌性能测试 |
| 3.2.8 有机-无机杂化涂层的体内外生物安全性测试 |
| 3.3 实验结果和讨论 |
| 3.3.1 龙脑基丙烯酸酯(BA)单体的结构表征 |
| 3.3.2 聚合物P(MMA-KH570)的结构表征 |
| 3.3.3 聚合物P(MMA-KH570-BA)的结构表征 |
| 3.3.4 有机-无机杂化涂层的表面性质 |
| 3.3.5 有机-无机杂化涂层的机械性能 |
| 3.3.6 有机-无机杂化涂层的抗菌性能评估 |
| 3.3.7 有机-无机杂化涂层的体内外生物安全性评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于两性离子和龙脑作用的防污抗菌型聚合物亲水涂层的制备 |
| 引言 |
| 4.1 主要的化学药品和仪器设备 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 4-(甲基丙烯酰氧基)苯甲醛(FPMA)的合成过程 |
| 4.2.2 单体4-氰基戊酸二硫代苯甲酸酯(CTP)的合成过程 |
| 4.2.3 共聚物P(MPC-FPMA-BA)的合成过程 |
| 4.2.4 聚合物涂层的制备过程 |
| 4.2.5 涂层的防污性能表征 |
| 4.2.6 涂层的抗菌性能测试 |
| 4.2.7 共聚物P(MPC-FPMA-BA)和涂层的细胞毒性测试 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 4-(甲基丙烯酰氧基)苯甲醛(FPMA)的结构表征 |
| 4.3.2 单体4-氰基戊酸二硫代苯甲酸酯(CTP)的结构表征 |
| 4.3.3 共聚物P(MPC-FPMA-BA)的结构表征 |
| 4.3.4 涂层的表面性质 |
| 4.3.5 涂层的防污性能结果 |
| 4.3.6 涂层的抗菌性能评估 |
| 4.3.7 共聚物P(MPC-FPMA-BA)和涂层的生物相容性评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（5）金属锂负极的结构设计及表界面化学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 锂电池概述 |
| 1.2.1 锂电池的发展及应用 |
| 1.2.2 锂电池的组成与基本原理 |
| 1.3 锂电池负极材料 |
| 1.3.1 碳基负极材料 |
| 1.3.2 硅基负极材料 |
| 1.3.3 过渡金属氧化物负极材料 |
| 1.3.4 锂金属负极 |
| 1.4 金属锂负极的研究现状 |
| 1.4.1 表界面化学行为调控 |
| 1.4.2 构建复合锂负极 |
| 1.4.3 固态电解质 |
| 1.5 基于锂金属负极构建的锂金属电池:高能量密度电池体系 |
| 1.6 选题意义与研究内容概述 |
| 第二章 电沉积制备表面保护的复合锂金属负极及其性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 材料制备 |
| 2.2.4 材料表征 |
| 2.2.5 电化学测试 |
| 2.3 结果讨论 |
| 2.3.1 设计思路及复合锂负极的制备、表征 |
| 2.3.2 复合锂负极锂沉积/剥离行为探究 |
| 2.3.3 电化学性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于络合机制的金属锂负极界面调控及机理研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 材料制备 |
| 3.2.4 材料表征 |
| 3.2.5 电化学测试 |
| 3.2.6 密度泛函理论计算 |
| 3.3 结果讨论 |
| 3.3.1 设计思路及锂沉积行为表征 |
| 3.3.2 电化学性能测试 |
| 3.3.3 机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于超填充机制的金属锂负极界面调控及机理研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 材料制备 |
| 4.2.4 材料表征 |
| 4.2.5 电化学测试 |
| 4.2.6 密度泛函理论计算和有限元数值模拟 |
| 4.3 结果讨论 |
| 4.3.1 设计思路及锂沉积/剥离行为探究 |
| 4.3.2 锂沉积表征 |
| 4.3.3 电化学性能测试 |
| 4.3.4 机理分析及拓展应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 固态电解质中金属锂负极的界面调控及性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 材料制备 |
| 5.2.4 材料表征 |
| 5.2.5 电化学测试 |
| 5.3 结果讨论 |
| 5.3.1 设计思路及非对称固态电解质结构、表征 |
| 5.3.2 非对称固态电解质的性能研究 |
| 5.3.3 电化学性能测试 |
| 5.3.4 软包电池及安全性测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 锂硫电池中金属锂负极的界面调控及性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 实验仪器 |
| 6.2.3 材料制备 |
| 6.2.4 材料表征 |
| 6.2.5 电化学测试 |
| 6.3 结果讨论 |
| 6.3.1 设计思路及有机-无机磷酸化SEI膜的制备 |
| 6.3.2 有机-无机磷酸化SEI膜的表征 |
| 6.3.3 有机-无机磷酸化SEI膜的电化学性质探究 |
| 6.3.4 电化学性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 论文发表目录 |
| 致谢 |
（6）有机-无机杂化导电复合材料的界面结构设计与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 有机-无机杂化导电复合材料概述 |
| 1.3 有机-无机杂化导电复合材料的分类 |
| 1.3.1 薄膜型 |
| 1.3.2 织物型 |
| 1.3.3 多孔海绵型 |
| 1.3.4 其他类型 |
| 1.4 有机-无机杂化导电复合材料的制备 |
| 1.4.1 熔融复合 |
| 1.4.2 原位聚合 |
| 1.4.3 溶液混合 |
| 1.4.4 其他方法 |
| 1.5 有机-无机杂化导电复合材料的应用 |
| 1.5.1 传感领域 |
| 1.5.2 电磁屏蔽领域 |
| 1.5.3 电热驱动领域 |
| 1.6 本文的研究目标与研究内容 |
| 第2章 PVDF/CI和PVDF/CI/MXene压电复合薄膜的制备与性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 PVDF/CI复合薄膜的制备 |
| 2.2.3 PVDF/CI/MXene复合薄膜的制备 |
| 2.2.4 表征方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PVDF/CI复合薄膜的结构表征 |
| 2.3.2 PVDF/CI复合薄膜的拉伸性能和磁响应性能 |
| 2.3.3 PVDF/CI复合薄膜的传感性能 |
| 2.3.4 PVDF/CI复合薄膜的电磁屏蔽性能 |
| 2.3.5 PVDF/CI/MXene复合薄膜的结构及电磁屏蔽性能 |
| 2.3.6 PVDF/CI复合薄膜的磁-力-电耦合性能机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PVDF/AgNWs/CNTs可穿戴织物的研制及性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 银纳米线(Ag NWs)溶液的合成 |
| 3.2.3 基于PVDF/AgNWs/CNTs导电织物的可穿戴传感器的制备 |
| 3.2.4 表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 所合成的Ag NWs溶液和PVDF基复合材料的表征 |
| 3.3.2 PVDF基复合材料的疏水自清洁功能 |
| 3.3.3 PVDF基复合材料的电磁屏蔽性能 |
| 3.3.4 PVDF基复合材料的力传感性能 |
| 3.3.5 PVDF基复合材料的人体监测性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 PVDF/MXene/PI导电复合薄膜的制备及性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 MXene纳米片的合成 |
| 4.2.3 PVDF/MXene/PI复合薄膜的制备 |
| 4.2.4 表征方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 所合成的MXene纳米片的表征 |
| 4.3.2 PVDF/MXene/PI夹层结构的表征 |
| 4.3.3 PVDF/MXene/PI夹层结构的应变传感性能 |
| 4.3.4 PVDF/MXene/PI夹层结构的人体监测性能 |
| 4.3.5 PVDF/MXene/PI夹层结构的电磁屏蔽性能 |
| 4.3.6 PVDF/MXene/PI夹层结构的电热性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 PTFE/MXene/PI导电夹层驱动器的研制及性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 二维过渡金属碳化物(MXene)纳米片的合成 |
| 5.2.3 表征方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 MXene薄膜和PTFE/MXene/PI夹层结构的制备与表征 |
| 5.3.2 PTFE/MXene/PI夹层结构的机械稳健性 |
| 5.3.3 PTFE/MXene/PI夹层结构的疏水自清洗性能 |
| 5.3.4 PTFE/MXene/PI夹层结构的导电性和电磁干扰屏蔽性能 |
| 5.3.5 U型PTFE/MXene/PI驱动器的电加热性能 |
| 5.3.6 S型PTFE/MXene/PI驱动器和基于PTFE/MXene/PI夹层结构的四指夹持器 |
| 5.3.7 一种智能窗帘:屏蔽光和电磁辐射 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 柔性海绵/MXene/PBS导电复合材料的研制及性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 聚硼硅氧烷(PBS)的制备 |
| 6.2.3 MXene纳米片的合成 |
| 6.2.4 MSMP纳米复合材料的制备 |
| 6.2.5 表征方法 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 MXene纳米片和PBS的合成和表征 |
| 6.3.2 MSMP纳米复合材料的合成和表征 |
| 6.3.3 MSMP纳米复合材料的力学性能 |
| 6.3.4 MSIMP纳米复合材料的粘附性能 |
| 6.3.5 MSMP纳米复合材料的防护和抗冲击性能 |
| 6.3.6 MSMP纳米复合材料的电磁屏蔽性能 |
| 6.3.7 基于MSMP运动防护服的研制 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）蛋白质-磷酸盐杂化纳米花的制备及其传感性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 生物传感器的简介 |
| 1.2 过氧化物模拟酶的简介 |
| 1.3 有机-无机杂化纳米花的研究进展及应用 |
| 1.4 研究内容与创新点 |
| 2 血红蛋白-磷酸铜杂化纳米花的制备及基于该材料的H_2O_2荧光/比色双模式生物传感器的研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 试剂与仪器 |
| 2.1.2 Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的制备 |
| 2.1.3 Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的表征与分析 |
| 2.1.4 荧光/比色双模式生物传感器的构建 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的结构、组成及形貌研究 |
| 2.2.2 Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的生长机理研究 |
| 2.2.3 基于Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的H_2O_2荧光/比色传感方法的研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 血红蛋白-磷酸锰杂化纳米花的制备及基于该材料的H_2O_2电化学生物传感器的研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 试剂与仪器 |
| 3.1.2 Hb-Mn_3(PO_4)_2 HNFs的制备 |
| 3.1.3 Hb-Mn_3(PO_4)_2 HNFs的表征与分析 |
| 3.1.4 修饰电极的制备 |
| 3.1.5 电化学测试 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 Hb-Mn_3(PO_4)_2 HNFs的形貌、组成、结构及构象研究 |
| 3.2.2 基于Hb-Mn_3(PO_4)_2 HNF的H_2O_2电化学传感研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 鸡蛋清-磷酸铜杂化纳米花模拟酶的制备及基于该材料的癌胚抗原比色生物传感器的研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 试剂与仪器 |
| 4.1.2 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的制备 |
| 4.1.3 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的表征与分析 |
| 4.1.4 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs@Biotin-NHS-Ab_2捕获探针的制备 |
| 4.1.5 CEA比色生物传感器的构建 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的形貌、组成和结构研究 |
| 4.2.2 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的催化活性、催化机理及稳定性研究 |
| 4.2.3 基于CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的CEA比色生物传感方法的研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于软硬酸碱理论的不同金属离子血红蛋白-磷酸盐杂化纳米花的制备及其催化性能研究 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 试剂与仪器 |
| 5.1.2 Hb-M_3(PO_4)_2·nH_2O HNFs的制备 |
| 5.1.3 Hb-M_3(PO_4)_2·nH_2O HNFs的催化活性分析 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 Hb-M_3(PO_4)_2·nH_2O HNFs的形貌、组成、结构及生长机理研究 |
| 5.2.2 Hb-M_3(PO_4)_2·nH_2O HNFs的催化活性研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 纸基原位生长鸡蛋清-磷酸钙杂化纳米花的制备及基于该材料的癌胚抗原免疫生物传感试纸研究 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.1.1 试剂与仪器 |
| 6.1.2 Hb-CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs@Biotin-NHS-Ab_2捕获探针的制备 |
| 6.1.3 滤纸原位生长CEW-Ca_3(PO_4)_2 HNFs@Biotin-NHS-Ab_1捕获探针的制备 |
| 6.1.4 基于免疫生物传感试纸对CEA的可视化检测 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 杂化纳米花的形貌、组成及结构研究 |
| 6.2.2 基于杂化纳米花的CEA免疫生物传感试纸的研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及专利成果 |
（8）掺偶氮苯有机-无机光敏复合薄膜的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 偶氮苯的介绍 |
| 1.1.1 偶氮苯的结构及物理性质 |
| 1.1.2 偶氮苯的光学性质 |
| 1.1.3 偶氮苯的应用 |
| 1.2 有机-无机纳米复合材料 |
| 1.2.1 有机-无机纳米复合材料的定义 |
| 1.2.2 有机-无机纳米复合材料的特点 |
| 1.2.3 有机-无机纳米复合材料的制备方法 |
| 1.3 国内外的研究现状 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第二章 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜制备及表征 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜的制备 |
| 2.2.1 前驱体原料 |
| 2.2.2 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜的制备过程 |
| 2.3 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜的表征方法 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜的性能分析 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜的表面形貌及结构特性 |
| 3.2.1 表面形貌 |
| 3.2.2 傅里叶红外吸收光谱 |
| 3.2.3 X射线光电子能谱 |
| 3.2.4 热重分析 |
| 3.3 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜的光响应特性 |
| 3.3.1 热处理温度对薄膜光响应特性的影响 |
| 3.3.2 钛含量对薄膜光响应特性的影响 |
| 3.3.3 偶氮苯含量对薄膜光响应特性的影响 |
| 3.3.4 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜的光开关特性 |
| 3.4 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜的光波导特性 |
| 3.4.1 棱镜耦合原理 |
| 3.4.2 折射率、厚度 |
| 3.4.3 传输模式 |
| 3.4.4 传输损耗 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 掺偶氮苯TiO_2/ormosils光敏复合薄膜紫外光固化特性 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 通过纳米软压印技术在光敏复合薄膜上制备微透镜阵列结构 |
| 4.2.1 复合薄膜的紫外光固化机理 |
| 4.2.2 母模的制备及压印过程 |
| 4.2.3 压印结果 |
| 4.3 本章总结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 致谢 |
（9）基于共轭聚合物的有机/无机杂化诊疗平台的设计、合成及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 诊疗的发展历史 |
| 1.1.2 成像的优势与挑战 |
| 1.1.3 诊疗的展望 |
| 1.2 纳米诊疗剂的设计思路 |
| 1.2.1 生物医学有效载荷 |
| 1.2.2 载体 |
| 1.2.3 表面修饰 |
| 1.3 纳米诊疗材料的应用 |
| 1.3.1 无机纳米粒子 |
| 1.3.2 有机纳米粒子 |
| 1.3.3 有机/无机杂化纳米粒子 |
| 1.4 本论文的研究思路 |
| 1.5 参考文献 |
| 第二章 基于两亲性共轭聚合物合成pH敏感的串联激活光动力治疗和化学疗法纳米诊疗平台的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料及试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 材料合成 |
| 2.2.4 AQ4N和Mn2+释放实验 |
| 2.2.5 细胞活性 |
| 2.2.6 单线态氧的测定 |
| 2.2.7 光动力诱导乏氧激活化疗 |
| 2.2.8 动物模型 |
| 2.2.9 渗透 |
| 2.2.10 MR成像 |
| 2.2.11 体内荧光成像 |
| 2.2.12 药代动力学和生物分布测量 |
| 2.2.13 协同治疗 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 合成与结构表征 |
| 2.3.2 光学性质研究 |
| 2.3.3 在酸激活下,纳米颗粒尺寸和MRI的性质研究 |
| 2.3.4 酸激活光动力治疗 |
| 2.3.5 光动力治疗后引发的乏氧环境激活化疗和协同治疗效果 |
| 2.3.6 纳米颗粒在肿瘤中的渗透能力 |
| 2.3.7 体内核磁共振成像和荧光成像 |
| 2.3.8 药代动力学和生物分布 |
| 2.3.9 体内抗肿瘤效果 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 共轭聚电解质刷为模板合成金纳米粒子在光声成像引导光热疗法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料与方法 |
| 3.2.2 合成PTGs@PEG |
| 3.2.3 筛选用于PTT治疗的PTGs尺寸 |
| 3.2.4 PTGs@PEG的稳定性 |
| 3.2.5 细胞毒性 |
| 3.2.6 肿瘤模型 |
| 3.2.7 体外/体内光声成像 |
| 3.2.8 体外/体内光热治疗 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PTGs@PEG的表征 |
| 3.3.2 筛选用于治疗的最佳PTG尺寸 |
| 3.3.3 体外双模式成像 |
| 3.3.4 机理研究 |
| 3.3.5 体外细胞实验 |
| 3.3.6 体内成像 |
| 3.3.7 体内治疗 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 阳离子聚赖氨酸包裹的黑色素纳米颗粒靶向糖胺聚糖用于骨关节炎关节软骨退变的早期诊断 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 PLL-MNPs的制备及表征 |
| 4.2.2 光声仪器 |
| 4.2.3 PLL-MNPs在体外软骨的PAI表达 |
| 4.2.4 降解研究 |
| 4.2.5 造影剂的毒性 |
| 4.2.6 手术诱导OA |
| 4.2.7 PLL-MNPs用于体内GAG靶向PAI |
| 4.2.8 小鼠的 MR 成像和 X 射线成像 |
| 4.2.9 生物分布 |
| 4.2.10 组织学研究 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 合成与结构表征 |
| 4.3.2 探针的PA性能 |
| 4.3.3 PLL-MNP特异性靶向GAG的体外研究 |
| 4.3.4 造影剂含量与GAG含量的相关性研究 |
| 4.3.5 体内早期OA成像能力评估 |
| 4.3.6 早期软骨退变PA成像优势研究 |
| 4.3.7 不同阶段软骨退变的PA成像剂治疗成像 |
| 4.3.8 毒性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 附录1 攻读博士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（10）近线性聚合物基介电复合材料及薄膜研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 聚合物介电材料储能原理 |
| 1.3 全有机单层聚合物介电薄膜研究现状 |
| 1.3.1 纯有机单层聚合物介电薄膜 |
| 1.3.2 有机/有机复合单层聚合物介电薄膜 |
| 1.4 有机/无机单层聚合物介电薄膜研究现状 |
| 1.4.1 导电无机填料复合电介质 |
| 1.4.2 陶瓷无机填料复合电介质 |
| 1.5 多层聚合物介电薄膜研究现状 |
| 1.5.1 全有机多层聚合物介电薄膜 |
| 1.5.2 有机/无机多层聚合物介电薄膜 |
| 1.6 选题意义与主要研究工作 |
| 第二章 实验仪器与测试方法 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 聚合物薄膜的制备方法 |
| 2.2.1 常用聚合物薄膜制备方法简介 |
| 2.2.2 溶液流延法制备聚合物薄膜的工艺流程 |
| 2.3 聚合物薄膜的表征测试方法 |
| 2.3.1 聚合物薄膜微观形貌与结构表征 |
| 2.3.2 聚合物薄膜电学性能的测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 全有机近线性聚合物单层复合介质膜研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单层PUA/P(VDF-CTFE)复合介质膜的储能特性研究 |
| 3.2.1 不同复合比例PUA/P(VDF-CTFE)单层体复合膜的制备 |
| 3.2.2 不同复合比例PUA/P(VDF-CTFE)单层体复合膜的表面形貌和微观结构分析 |
| 3.2.3 不同复合比例PUA/P(VDF-CTFE)单层体复合膜的介电与储能特性 |
| 3.2.4 理论分析 |
| 3.2.5 实验结论 |
| 3.3 单层P(VDF-TrFE-CFE)/PUA复合介质膜的储能特性研究 |
| 3.3.1 不同复合比例P(VDF-TrFE-CFE)/PUA单层体复合膜的制备 |
| 3.3.2 不同复合比例P(VDF-TrFE-CFE)/PUA单层体复合膜的表面形貌和微观结构 |
| 3.3.3 不同复合比例P(VDF-TrFE-CFE)/PUA单层体复合膜的介电与储能特性 |
| 3.3.4 理论分析 |
| 3.3.5 实验结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 全有机近线性聚合物双层复合介质膜研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 双层PUA/P(VDF-CTFE)复合介质膜的储能特性研究 |
| 4.2.1 不同厚度比例PUA/P(VDF-CTFE)双层复合膜的制备 |
| 4.2.2 不同厚度比例PUA/P(VDF-CTFE)双层复合膜的微观结构和截面 |
| 4.2.3 不同厚度比例PUA/P(VDF-CTFE)双层复合膜的介电储能特性与理论分析 |
| 4.2.4 实验结论 |
| 4.3 双层P(VDF-TrFE-CFE)/PUA复合介质膜的储能特性研究 |
| 4.3.1 不同厚度比例P(VDF-TrFE-CFE)/PUA双层复合膜的制备 |
| 4.3.2 不同厚度比例P(VDF-TrFE-CFE)/PUA双层复合膜的微观结构和截面 |
| 4.3.3 不同厚度比例P(VDF-TrFE-CFE)/PUA双层复合膜的介电储能特性与理论分析 |
| 4.3.4 实验结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 有机/无机近线性聚合物三层渐变复合介质膜研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单层BT@PUA/P(VDF-CTFE)复合介质膜的储能特性研究 |
| 5.2.1 单层BT@PUA/P(VDF-CTFE)复合膜的制备 |
| 5.2.2 单层BT@PUA/P(VDF-CTFE)复合膜的表面形貌和微观结构 |
| 5.2.3 单层BT@PUA/P(VDF-CTFE)复合膜的介电储能特性与理论分析 |
| 5.2.4 实验结论 |
| 5.3 不同复合比例单层BT@PUA/P(VDF-HFP)介质膜的储能特性研究 |
| 5.3.1 不同复合比例单层BT@PUA/P(VDF-HFP)复合膜的制备 |
| 5.3.2 不同复合比例单层BT@PUA/P(VDF-HFP)复合膜的微观结构 |
| 5.3.3 不同复合比例单层BT@PUA/P(VDF-HFP)复合膜的介电储能特性 |
| 5.3.4 实验结论 |
| 5.4 渐变三层BT@PUA/P(VDF-HFP)复合介质膜的储能特性研究 |
| 5.4.1 渐变三层BT@PUA/P(VDF-HFP)复合膜的制备 |
| 5.4.2 渐变三层BT@PUA/P(VDF-HFP)复合膜的截面形貌和微观结构 |
| 5.4.3 渐变三层BT@PUA/P(VDF-HFP)复合膜的介电储能特性 |
| 5.4.4 实验结论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 有机/无机近线性聚合物三层夹层复合膜研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三层夹层结构PMMA/BT-PVDF复合膜的储能特性研究 |
| 6.2.1 三层夹层结构PMMA/BT-PVDF复合膜的制备 |
| 6.2.2 三层夹层结构PMMA/BT-PVDF复合膜的形貌和微观结构 |
| 6.2.3 三层夹层结构PMMA/BT-PVDF复合膜介电储能特性与理论分析 |
| 6.2.4 实验结论 |
| 6.3 单层P(VDF-HFP)/PMMA复合膜的储能特性研究 |
| 6.3.1 不同复合比例P(VDF-HFP)/PMMA单层体复合膜的制备 |
| 6.3.2 不同复合比例P(VDF-HFP)/PMMA单层体复合膜的表面形貌 |
| 6.3.3 不同复合比例P(VDF-HFP)/PMMA单层体复合膜的介电储能特性 |
| 6.3.4 实验结论 |
| 6.4 不同夹层厚度三层复合膜的储能特性研究 |
| 6.4.1 不同夹层厚度P(VDF-HFP)/PMMA三层复合膜的制备 |
| 6.4.2 不同夹层厚度P(VDF-HFP)/PMMA三层复合膜的截面形貌 |
| 6.4.3 不同夹层厚度P(VDF-HFP)/PMMA三层复合膜的介电储能特性与理论分析 |
| 6.4.4 实验结论 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
四、有机-无机纳米复合材料的合成、性质及应用前景（论文参考文献）
- [1]基于香豆素有机-无机复合纳米探针材料和Fe3+传感应用的研究[D]. 孙立恒. 吉林大学, 2021(01)
- [2]水性聚氨酯/二维黑磷复合材料设计及其阻燃和电磁屏蔽性能研究[D]. 何灵欣. 中国科学技术大学, 2021
- [3]辐射法制备有机-无机杂化纳米粒子及其在高分子材料中的应用研究[D]. 傅志昂. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [4]新型功能性高分子抗菌涂层材料的设计、制备及其性能研究[D]. 程秋丽. 吉林大学, 2021(01)
- [5]金属锂负极的结构设计及表界面化学研究[D]. 王骞. 北京大学, 2021(01)
- [6]有机-无机杂化导电复合材料的界面结构设计与性能研究[D]. 桑敏. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]蛋白质-磷酸盐杂化纳米花的制备及其传感性能研究[D]. 高娇娇. 陕西科技大学, 2021
- [8]掺偶氮苯有机-无机光敏复合薄膜的制备及性能研究[D]. 薛楚. 南京邮电大学, 2020(02)
- [9]基于共轭聚合物的有机/无机杂化诊疗平台的设计、合成及应用[D]. 纪钰. 南京邮电大学, 2019(03)
- [10]近线性聚合物基介电复合材料及薄膜研究[D]. 周榆久. 电子科技大学, 2020(03)