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关键词： 纺织品   光子晶体结构色   黑色分散染料   微球墨水   喷墨打印  

摘要： 以黑色分散染料/聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸)[P(St-BA-MAA)]复合微球分散液为主体配制结构生色墨水,再利用数码喷印方式直接施加于白色纺织品上,经自组装构筑光子晶体生色结构。优化墨水中复合微球的质量分数,调控墨水的表面张力和pH,并表征喷印自组装所得光子晶体的生色效果。结果表明:当分散染料/P(St-BA-MAA)复合微球质量分数为2.5%~2.7%,表面张力调节剂异丙醇质量分数为0.1%~0.2%,pH=5~9时,可制备得到适宜结构的生色墨水;经数码喷印得到的光子晶体生色结构图案色彩鲜艳明亮且虹彩明显,在同一观察角度下,随喷印墨水中微球粒径的增大,结构色遵循红移规律。

关键词： 超高分子量聚乙烯纤维   高疏水染料   染色热力学   吸附等温线  

摘要： 为解决超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维难以上染的问题,筛选出结构平面性良好的高疏水染料对UHMWPE纤维进行染色。通过染色后纤维K/S值、染料与纤维的亲和力、分配系数、染色热和染色熵等热力学参数的测定,研究了高疏水染料结构中疏水基团数目及其链长、硝基等强极性基团对纤维染色性能的影响规律,并分析了染料溶解度参数对其与纤维染色性能之间的相关性。结果表明:高疏水染料对UHMWPE纤维染色可获得高表观深度;染料的疏水性及其溶解度参数是影响其对UHMWPE纤维染色性能的重要因素;就染料母体结构而言,偶氮结构较蒽醌结构对UHMWPE纤维易于获得良好的染色性能。

关键词： 石墨烯   氧化亚铜   甲基橙   光催化剂   降解  

摘要： 采用有机酸辅助调控和低温液相沉淀法制备氧化亚铜/还原氧化石墨烯(Cu2O/rGO)光催化剂,采用FTIR、FESEM、拉曼光谱和XRD对其结构进行了表征,研究了Cu2O/rGO光催化剂光降解甲基橙染料性能和循环再生利用性能。结果表明:改性后的Cu2O/rGO光催化剂对甲基橙染料的第一次光催化降解率为98.3%,第五次光催化降解率仍达86.2%。XRD表明Cu2O/rGO光催化剂主要成分为高结晶度和高纯度的氧化亚铜,FTIR初步表明Cu2O/rGO光催化剂具有还原氧化石墨烯和Cu2O的特征吸收峰。拉曼光谱表明Cu2O/rGO光催化剂具有还原氧化石墨烯的成分和结构。FESEM表明Cu2O/rGO光催化剂具有多孔结构,粒径为40-60nm的氧化亚铜粒子沉积在层状或片状还原氧化石墨烯表面。

关键词： 纳米ZnO   Ce掺杂   光催化罗丹明B   结构特征   动力学  

摘要： 以高温热解法制备的纳米ZnO为底物,掺杂稀土元素Ce制备纳米材料Ce-ZnO,采用X-射线衍射分析(XRD)和能谱分析(EDS)表征材料的结构特征和元素组成。以罗丹明B(RhB)染料为单一污水体系,研究Ce-ZnO光催化降解RhB染料效果。XRD分析结果显示纳米材料Ce-ZnO具有六方晶系纤锌矿型结构特征衍射峰,且出现与CeO2相关的衍射峰。EDS分析确定Ce-ZnO中Ce和Zn元素质量比为1∶23.88。Ce-ZnO光催化降解RhB按照一级动力学反应进行,其中在自然光下的一级动力学常数k1为0.0398,大于紫外光下的一级动力学常数0.0240,说明掺杂稀土元素Ce能有效提高纳米ZnO在自然光下催化降解RhB。

关键词： 光子晶体   结构色   纺织基材   喷印自组装   负载染料结构基元  

摘要： 仿生光子晶体结构生色作为一种绿色环保的织物着色方式,受到了国内外学者的广泛关注。但是,人工构筑的光子晶体结构中难免存在的裂纹、缺位等缺陷以及背景杂光均会干扰结构色的禁带光,削弱其反射强度,白色纺织品上的光子晶体结构色的鲜艳度下降尤为显著。基于此,本论文通过负载黑色染料到纳米微球表面制备负载染料型结构基元及相应的结构生色墨水,以喷印自组装方式,实现在白色基材上构筑具有良好生色效果的光子晶体结构。本论文研究内容包括以下三方面:(1)设计和制备负载染料型光子晶体结构基元,研究结构基元的表面形貌、单分散性、粒径分布、带电性和稳定性等;(2)调控负载染料型结构生色墨水的组成,提出有效抑制“咖啡环”的方法;(3)研究负载染料型结构生色墨水在纺织基材上喷印自组装的过程,提出改善纺织基材上结构色光子晶体结合牢度的方法。研究结果表明:(1)通过活性黑染料和PSt纳米微球之间的静电吸附作用,制备外表面吸附染料型结构基元。该结构基元水合粒径在240-310 nm范围,具有良好的球形度和单分散性,活性染料在固(微球表面)液(微球乳液)两相中的吸附基本符合Langmuir型吸附模型;(2)采用分散黑染料通过热溶胀法对聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸)(P(St-BA-MAA))纳米微球进行染色,再利用种子乳液聚合法包覆种子乳液,通过调控种子乳液固含量、单体St、MAA和引发剂APS制备内部包覆染料型结构基元。该结构基元水合粒径介于185-314nm,具有良好的球形度和单分散性;(3)通过调控染料用量、墨水表面张力和pH值等指标,并添加适宜的“咖啡环”抑制剂二乙二醇,可配置喷印效果优良的负载染料型结构生色墨水;(4)采用喷印自组装技术,可在白色纺织基材上构筑规整的三维面心立方(FCC)型光子晶体结构。在喷印自组装过程中,结构基元从气-液体界面开始组装,墨滴中边缘处溶剂的蒸发速度比中间区域要快,在纺织基材表面经历一系列遵循蓝移规律的颜色变化后,会在织物上获得均匀亮丽的结构色,具有虹彩效应;(5)通过在内部包覆染料型结构生色墨水中引入自交联单体NMA,实现喷印自组装过程中的自交联固化,有效提高纺织基材上结构色光子晶体的结合牢度。

关键词： 聚集诱导荧光增强   氢键   离子识别  

摘要： 有机染料在自聚集的过程中,由于表现出优良的荧光特性,因此吸引了研究者浓厚的兴趣。例如发光二极管、光学传感器、聚集诱导发光的AIEgens非线性光学效应的纳米晶体用于超深体内生物成像、催化方面等。在聚集诱导荧光增强的有机染料聚集体中引入阴离子或阳离子,基于离子对其荧光现象的影响作为新型荧光探针工具,用于分析各活性物种在细胞、组织和活体中的分布、转运、变化和相互作用规律。本论文研究了含萘羟基-亚氨基片段取代的化合物MEH 1～MEH 8,为了进一步研究氢键对聚集诱导荧光增强现象（AIEE）的影响,选取化合物MEH 1～MEH 8分子中的片段结构即含萘基和二苯乙烯基的化合物THY 1～THY 4,并对其聚集状态进行研究。除此之外,进一步探究了特定离子对荧光现象的影响。（1）目标化合物MEH 1～MEH 8加入到DMF和H2O的混合体系中,调节DMF与H2O的混合比例,静置一段时间后,在365 nm紫外灯照射下观察到混合溶液有明显的增强的蓝色荧光,选取荧光亮度最高的水占比含量,并研究在不同时间间隔下的聚集过程,通过紫外吸收光谱和荧光发射光谱的分析,发现这些化合物在DMF/H2O的混合体系中能够产生聚集诱导荧光增强现象（AIEE）,随着时间的延长荧光强度在逐渐增强,并在12 h时达到稳定状态。由于分子间的相互作用（如氢键等）形成了J-型的有机聚集体,可能限制了分子内基团的自由旋转（RIR）,抑制了非辐射通道形成的。通过采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）对目标化合物聚集体的形态和大小进行了表征。结果表明,不同时间下产生的聚集体形貌和尺寸具有较大差异。（2）对于参比分子MEH 2,MEH 4,MEH 6,MEH 8虽然也具有类似MEH 1,MEH 3,MEH 5,MEH 7结构,但可能由于生色团缺乏氢键,在聚集时产生的荧光强度略低于化合物MEH 1,MEH 3,MEH 5,MEH 7,表明分子间/分子内的氢键在聚集体的形成过程中,起着很重要的作用。尽管如此,仍然产生了聚集诱导荧光增强现象（AIEE）。（3）将含有萘基和二苯乙烯基的化合物THY 1～THY 4用同样的方法和表征手段观察到只有化合物THY 3的混合溶液产生了蓝色荧光,而化合物THY 1,THY 2和THY 4没有发生聚集诱导荧光增强现象（AIEE）,但依然可以产生纳米聚集体,推测推测可能由于混合溶剂的极性的急剧改变,加之分子间的π-π相互作用,使得分子相互堆积形成不同形貌的聚集体。THY 3分子产生AIEE现象可能由于N,N-二甲基的强供电子性质造成的。（4）探讨了MEH 5～MEH 8分子对各种金属离子的识别作用,结果发现,目标化合物MEH 5～MEH 8对Fe3+离子有较好的识别作用,通过Job’s plot法和方程得到了化合物与Fe3+的配位比与结合常数,对加入Fe3+后的MEH 5～MEH 8与DMF混合溶液进行X射线光电子能谱分析（XPS）,发现Fe3+与染料分子形成了稳定的络合物,由于MEH 5～MEH 8分子中的N元素含有孤对电子,而Fe的4s轨道进行了络合,对DMF体系中的MEH 5～MEH 8分子间的间距产生了影响,进而影响了其聚集状态。

关键词： 金属有机框架   染料包封   二氨基吖啶   晶体结构   发光感应  

摘要： 合成功能性多孔金属有机骨架之后,客体分子的封装越来越引起人们的兴趣。近来,荧光染料被用于掺入MOF的孔道中,来抑制聚集诱导的猝灭(ACQ)效应,大大限制了它们在固态器件中的应用,。MOF包含周期性重复的孔道结构和可控制的孔径,有利于包封的染料分子的束缚作用。封装的染料分子则表现出增强的发射量子产率和光化学稳定性。但然而,由于大多数MOF的晶体结构,结合不可避免地被扭曲或破坏,MOFs密闭空间中被包封的染料分子的分布和分子间相互作用的实验确定仍处于起步阶段,并且具有巨大的挑战性。此外,多步骤过程既费时又有问题。因此,需要研究染料@MOF复合材料。本文的主要内容和主题概括如下:基于1,3,5-苯并三羧酸酯和1,2,4,5-苯并四羧酸酯配体的两种PF包封的锌(Ⅱ)MOF的合成,结构和发光性质(1)在本章中,两种基于染料包封的MOF:[Zn(BTC)(HPF)(H2O)](1)and[Zn(H2BTEC)0.5(BTEC)0.5(HPF)(H2O)2](2)是分别由一锅水热法中用 1,3,5-苯三羧酸(H3BTC)和1,2,4,5-苯四羧酸(H4BTEC)配体与原黄素(PF)处理Zn(Ⅱ)离子而合成的。同时,还首次确定了 PF与溶剂分子[PF(H2SO4)(DMF)(EtOH)](PFa)的超分子自聚集。然而,在实验过程中,还得到了另外两个不含PF分子的Zn-MOF[Zn3(BTC)2(H2O)8](H2O)4 和[Zn2(BTEC)(H2O)6]·2H2O。表征了这些化合物的单晶结构和光致发光性质。1和2的光物理性质表明,这两种化合物的发射主要归因于PF分子的电子跃迁,导致不同的聚集体结构。染料在有限空间内的发光行为与分子堆积模式的变化有关。因此,研究了 1和2的晶体结构,发现在1和2中存在具有质子化PF功能的新型氢键模式,这是因为在层之间发现了供体并形成了三维网络。另外,为了利用PF的固有特性,我们能够探索1和2对不同阴离子和硝基芳香族化合物的感测能力。即使在存在其他竞争性干扰分析物的情况下,Cr2O72-离子也可在水性介质中显着猝灭1的强发射。此外,2在淬灭效率分别为80%和79%的水性介质中显示出对Cr2O72-和TNP的高度选择性和灵敏检测。而其他阴离子和硝基芳族化合物则不会引起发射猝灭,最后讨论了荧光猝灭机理。基于5-硝基间苯二甲酸酯配体的PF封装的锌(Ⅱ)MOF的合成,结构和发光性能(2)通过使用5-硝基间苯二甲酸(5-H2NIPH)作为桥连配体,在相同条件下合成了化合物[Zn(NIPH)2(HPF)2](3)。化合物3具有以Zn(Ⅱ)为中心的Diamond dia拓扑结构,NIPH可以充当2连接的桥接配体。质子化的PF位于3的通道中,作为客体分子用于电荷平衡,空间填充和结构定向。该化合物在596 nm固态最大值处的荧光性质主要归因于PF染料。该化合物在晶体中显示红色荧光,在溶液中显示绿色发射。溶液中3的强烈绿色发射可用于探索对不同阴离子和金属离子的传感特性。因此,它可以灵敏和选择性地检测Cr2O72-和Fe3+离子。通过紫外可见吸收光谱,粉末X射线衍射(PXRD)和发射寿命衰减测量探究了可能的检测机理。基于1,3,5-苯三羧酸和1,2,4,5-苯四羧酸酯配体的两种PF包覆的Cd(Ⅱ)MOF的合成,结构和发光性质(3)在本章中,我们使用一锅水热法合成了两种新型的染料包覆的MOF。为此,我们将 Cd(Ⅱ)离子与 Profllavin 染料配合使用,配制了[Cd(BTC)(HPF)(H2O)](4)和[Cd(H2BTEC)0.5(BTEC)0.5(HPF)(H2O)2](5)。研究了化合物 4 和 5 的晶体结构,发现在 4和5中具有质子化PF功能的新型氢键模式是在两层之间发现了供体并形成了三维网络。同时,用原黄素(PF)染料和HABTEC配体通过自聚集法合成了超分子[(HPF)(H2BTEC)(BTEC)(H2O)2]PF-BTEC,这些结果表明:该方法可用于获得具有不同金属离子的新型荧光染料包裹的MOF。上述结果表明,我们可以通过改变金属和配体来合成新型的荧光染料包封的复合材料。这项工作展示了重要的成果,即一锅法制备染料@MOFs系统的稳定方法。因此,这些研究能够扩展MOF领域的应用范围。

关键词： 专业教学资源库   高分子材料  

摘要： 职业教育高分子材料加工技术专业教学资源库(国家级专业教学资源库,以下简称高分子资源库)自2015年7月立项建设以来由广东轻工职业技术学院牵头主持,依托专业联盟,汇集国内重点院校、知名企业等多方优势资源,对接标准,科学搭建专业课程体系,做到能学、辅教,服务教师、学生等各类用户,在建设应用过程中坚守情怀建库,融人情感,始终关注学生成长、助力教师发展,努力营造e家温馨家园,建设有温度、有品牌的专业教学资源库,走出一条独具自身风格的资源库建设应用之路。

关键词： chemische technik  

ISBN: (数字)9783110648034 ISBN: (纸本)9783110644531

摘要： Bio-based plastics and nanocomposites can be used in improved packaging for food. Food packaging requires that morphologies, physical and chemical properties are all controlled. This book covers topics including: Types of Food Packaging, Natural Polymers, Materials Properties, Regulations and Legislation, Edible and Sustainable Food Packaging, and Trends of End-of-Life Options. This book is ideal for industrial chemists and materials scientists.

关键词： 杂多酸盐   负载   超声催化   降解  

摘要： 印染废水因色度深、排放量大、有机污染物浓度高、有机污染物种类多、成分复杂等因素对环境及人类健康造成巨大危害。传统处理方法很难达到理想的降解有机污染物的效果,超声作用可利用超声的空化效应将污染物最终降解为CO2、H2O或低毒性的小分子物质,具有高效节能、绿色环保、避免二次污染等优点。因此,受到各国学者的广泛关注。杂多化合物作为目前新型的催化材料,具有独特的结构、“假液相”行为、多功能性（强酸性、氧化性、光电催化）、低温高活性以及无毒、无味、无挥发性等优点,在催化研究领域具有较好的应用前景。本研究运用经典酸化法制备四种杂多酸盐催化剂,以四种典型染料（亚甲基蓝、结晶紫、茜素黄和罗丹明B）配制的模拟染料废水为目标降解物,在超声辅助下,探讨杂多酸盐的催化降解性能。为解决杂多化合物存比表面积小,易溶于溶液,难回收等问题,采用接枝法制备高效可再生杂多化合物复合型催化剂,并综合考察其催化降解性能。本课题采用经典酸化法制备1:11系列Keggin型杂多酸盐Na5（6）[XZr W11O39]·n H2O（记为:XZr W,X为Mn、Zn、Ti及Cr）,综合运用红外光谱（FT-IR）、X-射线衍射（XRD）、紫外-可见吸收光谱分析（Uv-Vis）和扫描电子显微镜（SEM）等检测手段对杂多酸的结构及性质作出系统表征,结果表明制备的样品具备典型Keggin结构,且有较好的热稳定性及较为规则的晶体结构。实验结果表明,Zn Zr W与Ti Zr W具有较强的催化性能,对亚甲基蓝及结晶紫模拟染料废水具有较强的催化降解效果。并在超声波辅助作用下考察杂多酸盐催化剂,在催化剂用量、模拟染料废水初始浓度、超声频率、超声功率、溶液温度以及溶液的p H值等因素对催化降解效果的影响。实验结果表明,在最佳催化条件下,杂多酸盐Zn Zr W对亚甲基蓝模拟染料废水的催化降解率可达93.5%,对结晶紫模拟染料废水的催化降解率可达90.6%。在最佳催化条件下,杂多酸盐Ti Zr W对亚甲基蓝模拟染料废水的最佳催化降解率可达94.6%。对结晶紫模拟染料废水的催化降解率可达92.3%。杂多化合物以其优良催化性能被广泛应用于催化领域,本课题将杂多化合物固载于Si O2上,弥补了杂多化合物比表面积低、难回收的缺陷。本研究采用接枝法制得氨基化中空Si O2微粒,并通过偶联剂（APTMS）将磷钨酸（HPW）搭载于NH2-Si O2,最终制得氨基化中空Si O2磷钨酸复合型催化剂NH4PW-Si O2,并对催化剂进行了FT-IR、XRD、SEM、BET和ICP-OES分析。探讨杂多化合物复合型催化剂对模拟染料废水催化降解性能,综合考察了催化剂用量、模拟染料废水初始浓度、溶液p H、溶液温度、超声频率及超声功率对催化降解的影响。实验结果表明,在实验条件为:催化剂投加量1.5 g/L、模拟染料废水初始浓度为15 mg/L、超声频率60 KHz、超声功率100%、溶液p H 7、室温条件下,NH4PW-Si O2对亚甲基蓝模拟染料废水的最佳催化降解率可达88.3%。在实验条件为:催化剂投加量1.5 g/L、模拟染料废水初始浓度为15 mg/L、超声频率60 KHz、超声功率100%、溶液p H 7,室温条件下,NH4PW-Si O2对结晶紫模拟染料废水的最佳催化降解率可达89.6%。且NH4PW-Si O2再生方法简单,经重复使用5次后,催化降解效率未见显著降低。利用一级反应速率方程-d C_t/dt=k C_t,研究了典型染料（亚甲基蓝、结晶紫）单组分模拟体系的催化降解反应动力学,发现各典型染料的表观反应级数均为一级。