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新型自组装纳米材料设计、结构调控及功能特性研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    TB383
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于超分子自组装与胶体界面化学领域。新型自组装纳米材料是近年来发展起来的新型纳米材料,设计制备和调控若干功能纳米组装材料,为功能纳米组装材料在生物医药、功能材料、工业催化、污水处理等方面的应用提供实验基础。该项目在国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省高校百名优秀创新人才支持计划等项目的支持下,围绕功能纳米组装材料的设计制备和潜在应用中存在的主要问题,研究功能纳米组装材料的制备与组装机理,阐明了对二维薄膜材料、三维凝胶材料、纳米颗粒-聚苯乙烯微球复合材料的化学修饰、结构改性与自组装规律,取得了若干创新性研究成果,形成了自己的研究特色,其主要科学发现如下:1.功能自组装二维LB膜的设计制备与结构调控。设计合成若干具有不同分子结构、间隔基的若干bola、gemini等功能两亲分子,制备自组装二维LB膜,对薄膜材料中的超分子组装体的聚集模式、表面形貌以及手性开关等性能进行了详细考察,研究了若干因素对自组装过程的调控与组装原理,拓展了领域研究对象,为深入研究超分子自组装和材料构效关系提供依据。课题组在国际上首次报道了席夫碱为头基的具有不同间隔基的非电荷gemini分子的自组装二维LB膜,对超分子组装体的组装机理、纳米结构与调控因素进行了详细的研究。2.功能三维超分子凝胶的设计制备与组装机理探讨。设计合成若干功能偶氮苯酰胺化合物,研究了在三维有序超分子凝胶中的凝胶化行为、组装规律与光致异构现象;考察了胆固醇、疏水烷基、取代基团、分子骨架、溶剂种类等因素对自组装过程的影响与调控。课题组在国际上首次报道了含有不同分子结构的胆固醇、取代烷基链取代偶氮苯衍生物的超分子凝胶,研究了在溶液和凝胶中的光致异构现象与组装机理。3.功能纳米颗粒-聚苯乙烯微球复合组装材料的设计制备与吸附性能。设计制备若干功能氧化锆/磷酸锆纳米颗粒-聚苯乙烯微球复合组装材料,借助载体表面荷电性质对纳米颗粒分散、活性的促进作用及载体固定荷电功能基团产生Donnan膜预富集-强化传质特性,有效解决了传统复合吸附材料存在的纳米颗粒易团聚、工作吸附效率低、吸附传质性能不佳的缺陷,为实现重金属污水净化和安全控制提供理论基础和技术支持。研究成果已经授权若干国家发明专利,取得创新性成果。该项目的研究成果已经在Advanced Materials、ACS Appl. Mater. Interfaces、Langmuir、Journal of Physical Chemistry B、Chemical Engineering Journal、Scientific Reports等国际著名SCI收录期刊上发表论文120余篇。上述指明的2014年1月1日以前发表的20篇SCI收录论文,共被SCI引用270次,其中他人引用140次;其中8篇代表性SCI论文共被SCI论文引用161次,其中他人引用88次,包括Chemical Reviews、Progress in Polymer Science等国际顶级SCI期刊论文,均为正面引用。研究成果被国际著名论文评论网站Advances in Engineering颁发Key Scientific Article Certificate证书。
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