聚合物无机纳米复合材料
生物质聚集诱导发光材料
生物质聚集诱导发光材料1.天然生物质材料天然生物质材料如植物和海洋生物质是理想的生物质资源，具有可再生、可降解和环境友好等优点。
这些材料中的天然色素、荧光蛋白和有机染料等成分可以作为生物质聚集诱导发光材料。
例如，从天然植物中提取的叶绿素、花青素和黄酮类化合物等具有聚集诱导发光性质，可用于生物成像、药物筛选和环境监测等领域。
2.人工合成生物质材料人工合成的生物质材料如聚合物、高分子纳米颗粒和复合材料等也具有聚集诱导发光性质。
这些材料通常具有较高的发光效率和稳定性，并且可以通过化学修饰和结构设计来调节发光性能。
例如，聚合物-无机纳米复合材料可以通过将无机纳米粒子与聚合物基质结合，获得良好的聚集诱导发光效果。
3.生物质-无机纳米复合材料生物质-无机纳米复合材料是指将无机纳米粒子与生物质材料结合，形成具有聚集诱导发光性质的复合材料。
这些复合材料通常具有较高的发光性能和稳定性，并且可以通过调节无机纳米粒子的性质和浓度来调控发光效果。
例如，将硫化镉纳米粒子与天然植物色素结合，可以制备出具有聚集诱导发光性质的复合材料，用于生物成像和光学器件等领域。
4.生物质-有机荧光染料复合材料生物质-有机荧光染料复合材料是指将有机荧光染料与生物质材料结合，形成具有聚集诱导发光性质的复合材料。
这些复合材料通常具有较高的发光效率和稳定性，并且可以通过调节荧光染料的性质和浓度来调控发光效果。
例如，将罗丹明B染料与天然植物色素结合，可以制备出具有聚集诱导发光性质的复合材料，用于荧光探针和生物成像等领域。
5.生物质-聚合物复合材料生物质-聚合物复合材料是指将生物质材料与聚合物结合，形成具有聚集诱导发光性质的复合材料。
这些复合材料通常具有较好的柔韧性和加工性能，并且可以通过调节聚合物的性质和浓度来调控发光效果。
例如，将天然植物色素与聚乙烯醇结合，可以制备出具有聚集诱导发光性质的复合材料，用于光学器件和传感器等领域。
6.生物质-碳点复合材料生物质-碳点复合材料是指将生物质材料与碳点结合，形成具有聚集诱导发光性质的复合材料。
蒙脱土纳米复合材料
聚合物/蒙脱土纳米复合材料蒙脱土纳米复合材料：蒙脱土纳米复合材料是目前研究最多，工业化应用前景好的一种聚合物基纳米复合材料。
纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25 nm，蒙脱石含量大于95%。
具有层状结构的蒙脱土是制备成纳米复合材料的理想天然矿物。
蒙脱土是一种层状硅酸盐，结构片层由硅氧四面体亚层和铝氧八面体构成，厚0.66nm左右，片层之间通过NA+、Ca2+等金属阳离子形成的微弱静电作用结合在一起，一个片层与一个阳离子层构成MMT的结构单元，厚度为1.25纳米（阳离子为钠离子）左右。
结构：蒙脱土的化学式为：Mn+x/n[Al4.0-xMgx](Si8.0)O20(OH)4·yH2O，属于2:1型层状硅酸盐，即每个单位晶胞由2个硅氧四面体晶片间夹带一个铝氧八面体晶片构成三明治状结构[3]，二者之间靠共用氧原子连接，每层厚度约为1 nm。
性能：聚合物/蒙脱土纳米复合材料是目前新兴的一种聚合物基无机纳米复合材料。
与常规复合材料相比，具有以下特点：只需很少的填料April 质量分数)，即可使复合材料具有相当高的强度、弹性模量、韧性及阻隔性能；具有优良的热稳定性及尺寸稳定性；其力学性能有优于纤维增强聚合物系，因为层状硅酸盐可以在二维方向上起增强作用；由于硅酸盐呈片层平面取向，因此膜材有很高的阻隔性；层状硅酸盐蒙脱土天然存在有丰富的资源且价格低廉。
故聚合物/蒙脱土纳米复合材料成为近年来新材料和功能材料领域中研究的热点之一。
纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25 nm，蒙脱石含量大于95%。
具有良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。
聚合物／无机纳米复合材料的制备技术研究进展
Ａｂｓ ｒ ｃ ｔａ ｔ
Ｔｈ ａ ｅ ｔ ａ ｖ ｎ ｅ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｅ ａ ｉ ｇ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｏ ｙ ｅ ｌ ｔ ｓ ｄ ａ ｃ ｓ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｐ ｒｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆ ｒ ｐ ｌ ｍｅ —ｎ ｒ ａ ｉ ａ ｏ ｏ ｒ ｉ ｏ ｇ ｎ ｃ ｎ ｎ ｃ ｍｐｏ ｉｅ ｓｔｓ
ａｎｄ ｓ ｏｍ ｅ ｔ ｈｎｉ ｅｃ ｑｕｅｓ， ｕｃ ａ ｎｔ ｃ ａｔｏ ｓ ｌ ｇ ，ｎ— ｉｕ ｐｏｌ ｅｒｚ ｉ ， ｄｓ ｐｔｏｎ ｓ ｈ ｓ ｉ ｅｒ ａｌ ｉ ｎ ｏ — ｅｌ ｉ ｓｔ ｙｍ ｉａｔｏｎ ａ ｏｒ ｉ ｏｒ ｇａｎｉｉ ｇｅｃ ａ ｅ ｔ ｄ ， ｅ ｒ ｚｎ ｔ ｎｄ ｍ ｌｅ ａｒ ｅ— ｖｉｗ ｅｄ ｉ ｔ ｓｐａ ｒ ｅ ｎ ｈｉ ｐｅ ．
维普资讯
・６ ０・ 材 料 导 报 ２０ ０ ２年 ９月 第 １ ６卷 第 ９期
聚 合 物 ／ 机 纳 米 复 合 材 料 的 制 备 技 术 研 究 进 展 无
熊 传 溪 王 雁 冰 王 银 珍 陈 娟
（ 汉 理工 大学 材料 科 学与 工程 学院 ， 汉 ４ ０７ ） 武 武 ３ ０ ０ 摘要 关 键 司 综 述 了 聚 合 物 ／ 机 纳 米 粒 子 复 合 材 料 制 备 技 术 的 最 新 研 究 进 展 ， 绍 了插 层 复 合 技 术 、 胶 一 胶 技 无 介 溶 凝 无机 纳米 粒子 聚 合物 制 备技 术 研 究进 展
特 殊 性 能 ， 高 阻 隔 性 、 导 电 性 、 良 的 光 学 性 能 等 。但 是 ， 如 高 优
～ ～
、 插 层 型纳 术
… 一 …
无 机 纳 米 粒 子 由 于 粒 径 小 ， 面 能 大 ， 易 在 聚 合 物 中 分 散 均 表 不 匀 。 合 物 ／ 机 纳 米 粒 子 复 合 材 料 的 制 备 方 法 对 无 机 纳 米 粒 聚 无 子在 聚合 物 中的分 散 起决 定使 用 。 者通 过 查阅 大量 文献 ， 作 对
有机／无机纳米复合材料的研究进展
Ｏ 引言
纳米复合材料是近年来发展起来的新型材料， 被称为“１ ２
世纪最有前途 的材料 ” 一 。纳 米 复合 材 料 的概 念 最 早 是在 之
１８ ９４年提 出的＿ ， １ 是指 由两种或两种 以上 的固相 至少 在一维 以 Ｊ
凝胶法、 原位聚合法、 插层法和共混法等。
１１ 溶 胶一 胶 法 ． 凝
料学科研究 的热点 ， 中有机／ 机纳米复合材料正在成 为一个 其 无 新兴 的极富生命力的研究 领域 ， 吸引着众 多研究 者＿ 。这种材 ７ ］ 胶法制备 了环氧树脂／ ｉ２ Ｓ 纳米复合 材料 ， 温 （７ ） 。 ０ 低 ７Ｋ 时 材料 的机械性能随着 Ｓ ２ ｉ 含量 的增 大而逐 渐 提高 ， 常温 （９Ｋ ０ 而 ２８ ） 时 的机械性能随着 Ｓ ２ 量 的增 大呈现先 提高后 减弱 的变化 ｉ 含 ０ 趋势 ； 随着 Ｓ ｚ ｉ 含量 的增 大 ， Ｏ 材料的平均热膨胀系数逐渐 减小 、 逐渐升高
多、 比表面积大、 表面能高， 导致其性质既不同于单个原子、 分
子， 又不 同 于普 通 的颗 粒 材料 ， 而显 示 出独特 的小 尺 寸效 因 应［ 表 面效 应［ 宏 观量子隧道 效应口 ； 、 、 同时赋 予纳米 复合材
料许多特殊性能和功能， 例如光、 磁、 电、 热及催 化等优异性 性 增大 ，ｖ Ｐ Ｂ的杨 氏模 量为 ０９Ｇ ａＴＯ 含 量 为 ５ ｔ 时 的 ． ５ Ｐ ， ｉ２ ｗ 质 ［ 。 用领域极为广泛 ， 纳米复合材料 的研究成 为 目 材 材料对 乙醇有一定 的选择 渗透性 。Ｈｕ ｎ １ 通过 溶胶一 ６应 ］ 因此 前 ａｇＣ Ｊ［３ ｏ 凝
代材料科技发展的重要方向。概述了有机／ 无机纳米复合材料的制备方法和性能特点； 介绍了有机／ 无机纳米复合材
高分子_无机纳米复合材料的研究进展
收稿日期:2002-03-03。
作者简介:严满清,女,25岁,在读研究生,主要从事塑料改性及应用开发方面的研究工作。
高分子/无机纳米复合材料的研究进展严满清 王平华(合肥工业大学化工学院高分子科学与工程系,230009) 摘要:详细概述了采用纳米粒子直接填充分散法制备高分子基无机纳米复合材料,对纳米粒子表面处理方法及纳米复合材料的性能及应用进行了介绍。
关键词: 无机纳米粒子 表面处理 纳米复合材料 纳米粒子直接填充分散法 纳米科学与技术是一个跨学科的研究与开发领域,涉及纳米电子学、纳米材料学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米机械学、纳米加工及表征等[1]。
由于纳米科学与技术而制得的纳米材料表现出许多与众不同的特殊性质如光吸收性、高混合性、压缩性等,有着广阔的应用前景[2]。
因此,纳米材料被称为最有前途的材料。
1 纳米材料纳米结构为至少一维尺寸在1～100nm 区域的结构,它包括纳米粒子、纳米纤维、纳米薄膜、纳米块状和纳米晶等。
纳米粒子,又称超微粒子(ultrafine powders ,简称U FP ),统指1～100nm 的细微颗粒(结晶的或非结晶的)。
纳米粒子既不同于微观原子、分子团簇,又不同于宏观体相材料,是一种介于宏观固体和分子间的亚稳中间态物质。
当粒子尺寸进入纳米数量级(1～100nm )时,由于纳米粒子的表面原子与体相总原子数之比随粒径尺寸的减少而急剧增大,使其显示出强烈的体积效应、量子效应、表面效应和宏观量子隧道效应。
纳米材料指的是纳米结构按一定方式堆积或一定基体中分散形成的宏观材料,包括纳米块状材料和纳米复合材料。
制备纳米材料的方法有:化学气相沉积法、物理气相沉积法、机械合金法、液相化学合成法、超声波辐射法。
从物质的类别来分,可分为金属纳米材料、无机氧化物纳米材料、无机半导体纳米材料和有机小分子和聚合物纳米材料。
纳米材料是一种具有广泛应用潜力的新型材料,纳米材料能全面改善聚合物的综合性能,而且能赋予其奇特的性能,为聚合物的增韧增强改性提供了新的途径[3]。
聚合物／无机纳米粒子复合材料的研究进展
综 述
ＣＨＩ ＮＡ ＹＮＴＨＥＴ【 ＲＥＳＮ Ｓ Ｃ Ｉ ＡＮＤ ＰＬＡＳ ＣＳ Ｔ【
合成树脂及塑料，０ ，４２ ６ ２７ ２（ ：９ ０ ）
聚合物／ 无机纳米粒子 复合材料 的研 究进展
何 春 霞
顾 红 艳
（ 京 农 业 大 学 工 学 院 ， 苏 南 京 ， １０ １ 南 江 ２０３ ）
摘
要 ： 综 述 了无 机 纳 米 氧 化 物 （ ＳＯ 、 ｉ ： １ ， 、 米 硅 化 物 （ ＳＣ、Ｓ ） 纳 米 Ｃ Ｃ ， 为 填 充材 如 ｉ： ＴＯ 、Ａ２ ） 纳 ０ 如 ｉ ｉ 和 ａＯ作
料 对 聚合 物 材 料 物 理 、 学 、 学 、 学 、 学 及 摩 擦 学 性 能 的 改 善 作 用 ， 聚 合 物 中加 入 纳 米 粒 子 是 制 备 高 性 能 复 化 热 光 力 在 合 材 料 的重 要 手 段 之 一 。 关键词 ： 聚合物 纳米粒子 复合 材 料
收 稿 日期 ： ２ ０ — ０ １ ： 修 回 日期 ： ２０ — ２ ０ 。 ０ ６ １－ ８ ０６ １—６
形 成强弱 不等的氢键 ，具有 优越 的稳定 性 、补 强 性 、 稠性 和触 变性 ， 增 能提高 聚合 物复合 材料 的耐
热性 、 电性 能和力学性 能 。
李 海 东 等 ［ 究 表 明 ： 型 低 密 度 聚 乙烯 ４ １ 研 线 （Ｊ Ｐ ／ Ｉ ， Ｅ） Ｄ 纳米 Ｓ ２ 合 材 料 的缺 口冲击 强 度 和 ｉ 复 Ｏ 拉伸 强度呈 峰形变化 ， 断裂伸 长率 略有 下 降。 当加 入 少量 的纳米 ＳＯ 后 ， ｉ 复合 材 料 的红外 线 吸收 能
Ｌ Ｄ Ｅ 热 变形 温 度 （ Ｄ ） 软 化温 度 均 随 纳 米 ＬＰ Ｈ Ｔ和
插层法制备聚合物基纳米复合材料
插层法制备聚合物基纳米复合材料董歌材研1203班 2012200337 纳米材料技术是80年代末刚刚兴起的一种新技术，其基本内涵是在0.1-100nm空间尺度内操纵原子或分子或对材料进行加工，从而制备具有特定功能的产品。
1990年7月第一届国际纳米科学技术(NST，Nano Seience and Teehnology)会议在美国巴尔基摩召开，从而正式把纳米材料科学作为材料科学的一个新的分支公布于世[1]。
1992年1月第一本纳米材料科技期刊Nanostructural Materials出版。
1994年10月第二届国际NST会议在德国召开，从此纳米材料科学成为材料科学、凝聚态物理化学等领域研究的热点。
纳米科学技术所研究的尺寸空间介于宏观和微观之间，它的诞生使人们对材料的认识延伸到过去未被重视的纳米尺度，标志着材料科学进入一个新的层次。
通过在这一尺度上对材料进行操作，可以使材料性能产生质的飞跃，因此纳米材料技术为材料的发展提供了一个崭新的空间，也为新技术革命增加了一项重要内容[2]。
1纳米粒子的特点及其制备1.1纳米材料的特点一般称尺寸在1-100nm范围内的颗粒为纳米粒子，它是一种介于固体和分子之间的亚稳态物质。
当颗粒尺寸进入纳米量级时，其本身及由它所构成的纳米材料由于所谓的纳米效应，表现出许多与常规尺寸的材料完全不同的特殊性质。
纳米效应主要表现在以下几个方面：(1)表面和界面效应：纳米粒子尺寸小，比表面积大，位于表面的原子占相当大的比例，而且随着粒径减小，比表面积急剧增大，位于表面的原子所占的比例也迅速增加，比如，当粒子半径为5nm时，比表面积为180m2/g，表面原子所占比例为50%，当粒径减小到2nm时，比表面积增至225m2/g，表面原子所占比例达到80%。
由于表面原子邻近缺少与之配位的原子，处于不稳定状态，很容易与其它原子结合，因此纳米粒子有很强的表面活性。
表面原子的不稳定性使纳米粒子表现出很多特殊的性质，像纳米陶瓷粉的熔点、烧结温度和晶化温度均比常规粉体低得多，比如常规氧化铝的烧结温度为1700-1800℃，而纳米氧化铝可在1200-1400℃的温度下烧结，致密度高达99%，形成的陶瓷在低温下表现出良好的延展性；大块的纯金熔点为1063℃，当制成2nm的微粒后熔点仅为300℃；催化剂制成纳米微粒会大大提高催化效果，比如有机化学的加氢或脱氢反应，用粒径为30nm的镍作催化剂时反应速度比用常规尺度的镍催化时的速度高15倍。
原位聚合法制备无机纳米粒子／聚合物复合材料的研究进展
无机纳米粒子处理方法有 ： （） １ 化学 改性 ，常 用的方法有表 面活性剂改性、偶联剂改 性、表面包覆改性 ， 例如 ： 纳米二氧化硅采用聚苯 乙烯单体进 行处理， 聚苯 乙烯单体包覆在二氧化硅表面形成核 壳结构产生 空间位阻和静 电效应 ，从而利于其分散 Ｊ 。。 （） ２物理方法 ，有球磨 法、超声 波振 荡分散法、磁力搅 拌 法等 ， 物理分散方法往往与化 学改性复合使用 ， 因为物理方法 虽然 能破解 团聚但停止作用时纳米粒子又重新团聚， 只有两种 方法复合使用才能达到较好 的效果 。 Ｊ 插层复合法 指将聚合物 （ 或其 单体） 入层 状无机物层 间 插 制得 聚合 物／ 无机复合材料 。层状无机物具有典型的紧密层状 结构 ， 主要有层状硅酸盐类粘 土、磷酸盐类、石 墨、金属氧化
物 、二 硫 化 物 。
１无机纳米粒子／ 聚合物复合材料的制备方法
目前，无机纳 米粒子／ 聚合物复合材 料的制备方法 主要有 溶胶一凝胶法、原位聚合法 、共混法、插层复合法等 。 溶胶一凝胶法是将金属无机盐或金属 醇盐溶于溶剂 ， 在一 定条件下溶质发生水解（ 或醇解） 缩聚形成溶胶 ，溶胶蒸 发干燥 转变 为凝胶 ， 胶经溶剂蒸发或加热 干燥处理得到所需复合粒 凝 子的方法 。由于该 工艺复杂 ，限制了其的发展 。 原位聚合法是先将无机纳米粒子分散在聚合物单体中， 然 后在一定条件下将单体聚合形成复合粒子 的方法。 聚合物单体 分子小、粘度低 、 容易使表面改性 后的无机纳米粒子均匀分散 在复合材料中 ， 且粒子 的纳米特性 完好无损 。 原位 聚合法只经 过一次聚合成 型， 可避免热加工过程 中产生 的聚合物 降解 ， 从 而能保持基体性能 的稳定 。 共混法是将无机纳 米粒 子与聚合物按照不 同的工艺进行 复合 ， 目前制备聚合物纳米复合材料最常用的一种 方法 。 是 共 混方法可分为溶液共混法、乳液共混法、熔融共混法和机械共 混法 。 其优点为纳米粒子制备 与聚合物 的合成分别进行 ， 可控 制纳米粒子 的尺寸与形态 ； 缺点是纳米粒子容易发 生团聚 ， 共 混时不易实现纳米粒子的均 匀分散 。 为了解决 无机纳米粒子在 聚合物的分散性不好问题 ，一般先对无机粒 子进行表面处理 。