国产性70yerg老太,狠狠的日,欧美人与动牲交a免费,中文字幕成人网站

基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
導(dǎo)電高分子水凝膠和氣凝膠能夠結(jié)合導(dǎo)電高分子與水凝膠和氣凝膠各自的優(yōu)勢(shì)，在能源、催化、生物、環(huán)境工程等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，由于導(dǎo)電高分子既不能在水或有機(jī)溶劑中溶解，又不能在高溫時(shí)熔融，因而獲得預(yù)期的導(dǎo)電高分子水凝膠和氣凝膠在合成方面仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目提供了一種合成導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠的新策略，并對(duì)獲得的導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠的物理化學(xué)性能與應(yīng)用性能進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。
詳細(xì)介紹：
導(dǎo)電高分子，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，是一類(lèi)獨(dú)特的能夠顯示出金屬或者半導(dǎo)體的電學(xué)和光學(xué)特性的有機(jī)材料。水凝膠是以三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為特征且在三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容納了大量不流動(dòng)的水分子的一類(lèi)膠體。氣凝膠是具有低密度和高比表面積的高度多孔性納米材料，它一般采用超臨界干燥或冷凍干燥把濕凝膠中的液體用氣體來(lái)置換而不顯著改變凝膠網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)或者體積而得到的。導(dǎo)電高分子水凝膠和氣凝膠由于結(jié)合了導(dǎo)電高分子與水凝膠和氣凝膠各自的優(yōu)勢(shì)，因而在化學(xué)模仿神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生物識(shí)別膜、電刺激藥物釋放、神經(jīng)修復(fù)、電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存、吸附與催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，由于常規(guī)的導(dǎo)電高分子既不能在水或者有機(jī)溶劑中溶解，又不能在高溫時(shí)熔融，因而獲得預(yù)期的導(dǎo)電高分子水凝膠和氣凝膠在合成方面仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。 我們由兩位本科生組成的項(xiàng)目小組首先通過(guò)有機(jī)合成，將親水性的磺酸基團(tuán)引入到 (3,4)-乙撐二氧噻吩（EDOT）分子中，獲得了兩親性的EDOT-S單體，并首次發(fā)現(xiàn)EDOT-S單體的熒光性能；其次通過(guò)氧化偶聯(lián)方式，原位合成出導(dǎo)電高分子PEDOT-S水凝膠，且觀察到由二維的納米結(jié)構(gòu)組裝成三維塊體凝膠的現(xiàn)象，這在有機(jī)材料的水凝膠中是第一例。并進(jìn)一步揭示了PEDOT-S水凝膠的電勢(shì)依賴(lài)的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變；最后，用EDOT-S單體分散EDOT分子，獲得了穩(wěn)定的乳液。采用氧化偶聯(lián)的方式引發(fā)乳液聚合，合成出PEDOT-S/PEDOT水凝膠，以該水凝膠為前驅(qū)體，采用超臨界干燥或者冷凍干燥的方式，成功地獲得了PEDOT-S/PEDOT氣凝膠。電化學(xué)研究表明，該氣凝膠表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)電容性能；吸附實(shí)驗(yàn)表明，該氣凝膠能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)染料進(jìn)行高效吸附，并能快速可控的釋放已經(jīng)吸附的染料分子。 在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，我們由兩位本科生組成的項(xiàng)目小組已發(fā)表和即將發(fā)表論文共計(jì)3篇： (1)Synthesis of conducting polymer hydrogels with 2D building blocks and their potential-dependent gel–sol transitions, Chem. Commun., 2011, (47), 6287-6289 (2)Emulsion-template synthesis and multi-purpose uses of conducting polymer aerogels, 2011, to be submitted to J. Am. Chem. Soc. (3)Alkoxysulfonate-Functionalized PEDOT hydrogels: dimention evolusion, metal-ion effect, overoxidation and pratical performances, 2011, to be submitted to Macromolecules

作品圖片

  • 導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠研究
  • 導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠研究
  • 導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠研究
  • 導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠研究
  • 導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠研究

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

目的：本工作旨在為導(dǎo)電高分子水凝膠及氣凝膠的合成提供一種新方法與思路，并探索獲得的導(dǎo)電高分子水凝膠及氣凝膠的應(yīng)用性能。 基本思路：首先采用分子設(shè)計(jì)及有機(jī)合成手段，獲得兩親性的導(dǎo)電高分子單體，解決導(dǎo)電高分子既不溶解也不熔融的難題；然后利用氧化偶聯(lián)與非共價(jià)交聯(lián)同步進(jìn)行的方式，獲得新型的導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠；最后考察所獲得的導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠的物理化學(xué)性能與應(yīng)用性能。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

(1)根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道的方法合成出兩親性的聚噻吩衍生物EDOT-S，并首次觀測(cè)到顯著的光致發(fā)光（熒光）現(xiàn)象； (2)首次合成出以二維納米材料為結(jié)構(gòu)單元的有機(jī)導(dǎo)電高分子水凝膠，并觀測(cè)到導(dǎo)電高分子水凝膠的氧化電勢(shì)依賴(lài)的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變現(xiàn)象； (3)首次利用乳液聚合，合成出新型的導(dǎo)電高分子氣凝膠，并發(fā)現(xiàn)該氣凝膠在染料吸附、電化學(xué)儲(chǔ)能等方面有很好的應(yīng)用性能。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

(1)提供了一種簡(jiǎn)單、快速且通用的導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠的合成方法； (2)利用導(dǎo)電高分子水凝膠的化學(xué)電勢(shì)依賴(lài)的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變有望制備出強(qiáng)氧化劑的傳感器； (3)獲得的導(dǎo)電高分子水凝膠有望在化學(xué)模仿神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、電刺激的藥物釋放等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用； (4)由導(dǎo)電高分子水凝膠轉(zhuǎn)變而成的導(dǎo)電高分子氣凝膠在染料的吸附與控制釋放、電化學(xué)儲(chǔ)能等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用性能。

學(xué)術(shù)論文摘要

聯(lián)用氧化偶合聚合及非共價(jià)交聯(lián)技術(shù)，將兩親性噻吩衍生物通過(guò)一步反應(yīng)，合成出由獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的導(dǎo)電高分子水凝膠。水凝膠在標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)大于0.8 V 的氧化劑作用下發(fā)生解體，顯示出電勢(shì)依賴(lài)性的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。 Conducting polymer hydrogels with unusual 2D building blocks were synthesized via combination of oxidative coupling polymerization and non-covalent crosslinking of an amphiphilic thiophene derivative in one step. Chemicals with standard electrode potentials higher than 0.8 V trigger disband of the resulting conducting polymer hydrogels, indicating potential dependent gel-sol transitions.

獲獎(jiǎng)情況

與之相關(guān)的部分研究成果已經(jīng)發(fā)表于英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)主辦的國(guó)際權(quán)威雜志Chemical Communications （SCI影響因子：5.5） Ran Du, Yangzi Xu, Yunjun Luo, Xuetong Zhang*, Jin Zhang, Synthesis of Conducting Polymer Hydrogels with 2D Building Blocks and Its Potential Dependent Gel-Sol Transitions, Chemical Communications, 2011, (47), 6287-6289.

鑒定結(jié)果

本項(xiàng)目的研究水平達(dá)到國(guó)際一流。

參考文獻(xiàn)

[1]L. Chen, B. Kim, M. Nishino, J. Gong, Y. Osada, Macromolecules, 2000, 33, 1232 [2]N. Mano, J. E. Yoo, J. Tarver, Y.-L. Loo, A. Heller, J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 7006 [3]R. H. Karlsson, A. Herland, M. Hamedi, J. A. Wigenius, A. ?slund, X. Liu, M. Fahlman, O. Ingan?s, P. Konradsson, Chem. Mater., 2009, 21, 1815. [4]S. Nayak, L.A. Lyon, Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 7686. [5]U. Barsch, F. Beck, Electrochimica Acta, 1996, 41, 1761. [6]A. Guiseppi-Elie, Biomaterials, 2010, 31, 2701. [7]X. T. Zhang, D. W. Chang, J. R. Liu, Y. J. Luo, J. Mater. Chem., 2010, 20, 5080. [8]X. T. Zhang, J. R. Liu, B. Xu, Y. F. Su, Y. J. Luo, Carbon, 2011, 49, 1884. [9]X. T. Zhang, C. Y. Li, Y. J. Luo, Langmuir, 2011, 27, 1915.

同類(lèi)課題研究水平概述

目前所報(bào)道的導(dǎo)電高分子水凝膠一般都是把導(dǎo)電高分子填充到其它水凝膠基體中所獲得的水凝膠的共混物，只有寥寥可數(shù)的3篇文獻(xiàn)報(bào)道了真正意義上的導(dǎo)電高分子水凝膠，但都存在一些問(wèn)題： Osada等人以己二酰肼為交聯(lián)劑，得到了聚噻吩的水凝膠（Macromolecules, 2000, 33, 1232）。然而該方法制備的導(dǎo)電高分子水凝膠需要使用有機(jī)溶劑；Mano等人以聚乙二醇縮水甘油醚作為交聯(lián)劑，制備出了聚苯胺的水凝膠（J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 7006）。然而重復(fù)性較差；南京大學(xué)陸云教授等報(bào)道了PEDOT-PSS的超分子水凝膠（Chem. Commun., 2008, 4279）。然而，在這樣的水凝膠中，含有不導(dǎo)電子的聚苯乙烯磺酸鈉，造成以該水凝膠為前驅(qū)體制備的導(dǎo)電高分子氣凝膠不具有電化學(xué)電容性能。這些研究表明，開(kāi)發(fā)真正意義上的并滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求的導(dǎo)電高分子水凝膠，仍然是一件非常有挑戰(zhàn)性的工作。 由于導(dǎo)電高分子溶膠-凝膠化學(xué)的匱乏，造成事實(shí)上的合成導(dǎo)電高分子氣凝膠的巨大困難。到目前為止，在世界范圍內(nèi)還沒(méi)有其它任何科學(xué)家開(kāi)展有關(guān)導(dǎo)電高分子氣凝膠的研究工作。本項(xiàng)目小組所在的研究室率先通過(guò)超臨界干燥把導(dǎo)電高分子水凝膠成功地轉(zhuǎn)變?yōu)闅饽z，具體研究進(jìn)展包括：首先采用PEDOT:PSS水凝膠為前驅(qū)體，通過(guò)超臨界CO2干燥獲得了世界范圍內(nèi)首例導(dǎo)電高分子氣凝膠(J. Mater. Chem. 2010, 20, 5080)，該工作也把導(dǎo)電氣凝膠的范圍從無(wú)機(jī)領(lǐng)域拓展到有機(jī)領(lǐng)域；在前驅(qū)體的合成過(guò)程中，原位添加碳納米管，超臨界干燥后能夠獲得導(dǎo)電高分子/碳納米管復(fù)合氣凝膠(Carbon, 2011, 49, 1884.)，碳納米管的存在可以提高導(dǎo)電高分子氣凝膠的電學(xué)性能、比表面積和熱穩(wěn)定性；通過(guò)前驅(qū)體的選擇及干燥方式的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電高分子氣凝膠多孔結(jié)構(gòu)的有序化(Langmuir, 2011, 27, 1915)。然而，遺憾的是，這些獲得的導(dǎo)電高分子氣凝膠沒(méi)有表現(xiàn)出預(yù)期的電化學(xué)電容性能，這就迫使我們需要對(duì)這些氣凝膠的前驅(qū)體，即導(dǎo)電高分子水凝膠進(jìn)行新的分子設(shè)計(jì)與合成。 本項(xiàng)目從導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠面臨的問(wèn)題著手，發(fā)展了一種全新的制備導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠的方法，并成功了探索出導(dǎo)電高分子水凝膠與氣凝膠在某些領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
建議反饋 返回頂部