界面相互作用

摘要： 申请公布号:CN113502004A介绍了一种纳米有机纤维复合天然橡胶母胶及其制备方法.将纳米级有机纤维与胶乳同步絮凝,解决了普通混炼方法不易分散的问题;加入硅烷偶联剂以增强两者的界面相互作用,制备好的母胶可直接与天然橡胶、加工助剂、补强填充剂和硫化剂等利用密炼机或开炼机共混以得到模量高、生热低、弹性好的复合材料,同时可以拓宽纳米有机纤维的应用领域.

摘要： 为得到表面活性剂磺基丁二酸钠二辛酯(AOT)对1,3,5⁃三氨基⁃2,4,6⁃三硝基苯(TATB)结晶过程的影响规律,通过分子动力学方法(MD)对TATB与AOT溶液的界面相互作用进行了研究。首先采用Morphology模块中的Bravis⁃Friedel⁃Donnary⁃Harker(BFDH)模型和Adhesion Energy(AE)模型,确定了真空中TATB晶体的7个主要晶面,然后建立了TATB晶面与AOT溶液的界面模型,进行了分子动力学方法模拟,并运用修正后的AE模型,对所得数据进行了处理。结果显示,真空中TATB晶体的主要晶面分别为(001)、(10-1)、(1-10)、(100)、(1-11)、(01-1)和(010)面,AOT溶液对TATB的结晶速率具有整体促进作用。通过分析TATB晶面结构及分子间相互作用,认为(001)面的特殊平面结构,导致其与AOT溶液的相互作用较弱,附着能较低,为119.832 kJ·mol^(-1),因此在结晶过程中生长速率相对较慢,而(10-1)、(1-10)、(100)、(1-11)、(01-1)和(010)晶面附着能较高(均高于119.832 kJ·mol^(-1)),生长速度相对较快。因此,在结晶实验过程中,TATB首先呈现叶片状结构,随着时间推移,(001)面逐渐生长,最终呈现长叶片状结构。

摘要： 利用太阳光在常温常压下驱动光催化反应高效进行是解决人类面临的能源、环境问题从而实现绿色化学的理想方案之一.然而,兼顾效率、成本和稳定性的高性能光催化体系的研究依然存在巨大的挑战.石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))基光催化剂由于高稳定性、无毒无害和适合的能带结构,在光催化制氢方面存在巨大潜力.然而,表面的慢反应速率导致了光生电子和空穴的快速复合,限制了其实际引用.而助催化剂的负载对光催化反应起着至关重要的作用.首先,助催化剂能降低光催化反应的过电势;其次,能加快界面的电荷分离和迁移并提供更多的活性位点;最后,还可以抑制光腐蚀并且增强光催化剂的稳定性等.因此,开发合适的助催化剂提高表面反应速率对高效光催化制氢极为重要.助催化剂的研究急需新的设计思路,需要同时满足以下条件:(1)助催化剂定向锚定在半导体的电子富集区域捕获电子;(2)与半导体界面形成强且稳定的界面相互作用转移表面电荷;(3)高度分散的非贵金属助催化剂.本文以具有天然表面官能团和空隙的超薄氮化碳纳米片作为载体,设计了光化学还原制备单分散的镍原子簇新策略,可同时满足沉积在电子富集区域、高度分散的非贵金属、界面结合作用强的要求.高角度环形暗场扫描透射电镜、X射线吸收近边缘结构和扩展X射线吸收精细结构结果表明,单分散的过渡金属Ni簇活性位点锚定在石墨氮化碳上.原位光化学还原沉积法制备单分散的Ni簇锚定在石墨氮化碳表面的复合光催化剂,可以实现高效的光催化反应制氢活性,光催化制氢速率达到16.5 mmol·h^(-1)·g^(-1),并且展现出461.14 h^(-1)的总周转频率(TOF(H_(2)))值,说明单分散的Ni簇提供了大量的活性位点和极大地提高了金属原子利用率.Ni-cluster/CN的CK边缘XAS光谱、NK边缘XAS光谱、XPS光谱和理论计算结果表明,基底物质石墨氮化碳可与单分散的Ni簇形成强且稳定的界面相互作用,其中C可充当电子受体,N可充当电子供体.光致发光光谱、荧光寿命、瞬态光电流、表面光电压和电化学阻抗表明,强且稳定的界面相互作用有效地促进了光生电子和空穴的分离和迁移.本文可为原位光沉积法制备单分散稳定的Ni簇助催化剂、研究助催化剂与半导体载体之间稳定的界面相互作用及用于高效光催化反应提供借鉴.

摘要： 魏涛,教授,博士生导师,2003年毕业于香港中文大学,获博士学位。现就职于香港中文大学化学系,任香港中文大学理学院助理院长(研究),英国皇家化学会Fellow(FRSC),中国化学会胶体与界面化学专业委员会委员。魏涛教授的主要研究方向为软物质的可控制备及其与界面相互作用表征、胶体粒子的合成与自组装、Pickering乳液制备与应用以及生物骨材料和涂层的应用等,已在Angew.Chem.Int.Ed.,Chem.Sci.,Biomaterials,Langmuir等国际著名期刊发表论文160余篇,受邀为英国皇家化学会RSC出版集团撰写了著作《Particle-Stabilized Emulsions and Colloids:Formation and Applications》。魏涛教授长期活跃于国际胶体与界面化学领域,是国际胶体和界面科学家协会(IACIS)委员,胶体与界面化学领域著名国际期刊Langmuir,Colloids and Surfaces A等的顾问编委会成员。

摘要： 黄原酸盐是一种无毒、高速、环保的橡胶硫化促进剂,但由于其稳定性差、易分解,在橡胶工业中应用较少。为了克服这些缺点,通过把SIBX化学结合于白炭黑表面,制备了白炭黑负载异丁基黄原酸钠(silica-s SIBX)。负载之后,silica-s-SIBX的初始降解温度(T_(0)),最大降解温度(T_(p))和最终分解温度(T_(f))分别提高了85.8°C、118.9°C和146.9°C。同时,silica-s-SIBX不仅可改善填料在橡胶中的分散性,而且还能促进白炭黑与橡胶基质之间的界面相互作用。因此,它可以为制备橡胶工业绿色添加剂提供新的科技机遇。

摘要： 碳催化是一类以碳材料本身为催化剂,无需金属或金属氧化物作为活性位参与的绿色催化过程,具有无毒无害的优势,该路线尤其适用于食品、生物、医药等相关领域化学品的合成,具有很大的发展潜力.碳材料的孔隙结构和可接触活性位的数量是制备高效碳基催化剂的关键,然而由于C-C键固有的稳定性,碳材料表面通常呈惰性,活性中心仅存在于sp^(2)杂化碳表面边缘的缺陷处,但很多碳材料中这种边缘位置相当有限.为了获得更多的活性位,常采用浓HNO_(3)和H_(2)O_(2)对碳材料进行苛刻的氧化处理,该方法不仅带来严重的环境问题,同时还会破坏碳材料原有的孔隙结构,因此需要从合成角度出发,探索制备具有高密度活性位的碳基催化材料的新方法.作为一种绿色可再生资源,生物质无疑是最理想的碳前驱体,但在高温炭化过程中,其自身的氧元素很容易失去,如何在构建多孔炭过程中有效保护氧物种,并最终形成有效的含氧活性位仍然面临挑战.本文以生物质作为碳源,提出一种界面诱导策略构建和提升生物质基多孔炭(记作Bio-PC)本征活性位,将铝盐(主要是硝酸铝)与生物质(如淀粉等)混合形成铝盐/淀粉界面,高温炭化过程中形成氧化铝/炭界面,开发制备高活性的碳催化剂.氧化铝一方面可起到硬模板的作用,另一方面由于铝和炭之间的界面相互作用,部分氧基团被保护下来.在该过程中,氧化铝/炭界面可被视为保护含氧官能团的摇篮,在铝物种去除后,这些含氧官能团得以有效地暴露.研究表明,在没有任何氧化处理的情况下,Bio-PC上的表面氧官能团的数量可以达到1.27 mmol·g^(-1),明显高于熟知的基于传统硬模板法制备的CMK-3材料(0.24 mmol·g^(-1)).Bio-PC在催化胺氧化偶联合成亚胺(一类重要的药物中间体)反应中表现出优异的催化活性和选择性,其活性是氧化石墨催化剂的22倍.采用核磁共振和X射线光电子能谱技术等多种表征手段研究了氧化铝/炭界面在构建多孔炭过程中发挥的重要作用,并关联了反应活性与表面活性位数量间的关系.还可以根据本文策略在合成体系中简单引入其他组分,如磷酸、柠檬酸等,使所制备炭材料的孔径在微孔到介孔范围内有效调节,获得适用于催化不同分子大小反应物的多孔炭.综上,本工作将为开发高性能的碳基非金属催化剂提供新的思路.

摘要： 采用己内酰胺(CPL)改性氧化石墨烯(GO)(CPL-GO),与天然橡胶(NR)复合后通过熔融共混法制备了CPL-GO/NR复合材料。考察了CPL-GO用量对CPL-GO/NR复合材料物理机械性能、界面相互作用和气体阻隔性能的影响。结果表明,CPL改性GO后,X射线衍射层间距增加,片层堆砌更为松散,CPL-GO与水接触角增至91.2°。当CPL-GO的质量分数为2.0%时,CPL-GO/NR复合材料的拉伸强度为26.1 MPa,较纯NR提高了50.9%。随着CPL-GO用量的增加,复合材料的储能模量增加,损耗因子的峰值减小,表明GO经CPL表面改性后与NR复合,增强了两相界面间的相互作用,从而提高了复合材料抵抗变形的能力。在40°C下,当CPL-GO的质量分数为3.0%时,CPL-GO/NR复合材料的气体渗透系数较纯NR下降了57.1%。

摘要： 北京航空航天大学程群峰团队联合南洋理工大学魏磊团队研发了一种连续且可控的工艺来制造具有高电导率、强度和韧性的超紧凑MXene纤维。首先,湿纺丝中的界面相互作用使MXene纳米片转移到致密的MXene纤维。然后,这些纤维在热拉伸的过程中被送入聚合物管中,通过拉伸诱导的可控压应力进而原位生成聚合物保护层,生产出超紧凑的MXene纤维。由于这种界面协同作用和热拉伸应力,产生的致密MXene纤维不仅提供优异的抗拉强度(585.5±2.1 MPa)和超高韧性(66.7±5.0 MJ/m3),还表现出高导电率(8802.4±30.8 S/cm)和优异的机械耐久性和稳定性。

摘要： 液相剥离法因为有望实现高品质石墨烯的宏量制备而备受关注.与纯溶剂剥离和小分子表面活性剂辅助的液相剥离相比,聚合物辅助的液相剥离不仅可以使用低沸点的溶剂,而且所得石墨烯分散液浓度高、稳定性好.对聚合物辅助液相剥离制备石墨烯的机理进行了综述,特别是基于界面相互作用的剥离机理和基于空间排斥作用的稳定机理,并对聚合物辅助液相剥离制备石墨烯的发展进行了展望.

摘要： 该综述系统地报道了利用刺激响应聚合物调控表面摩擦力与黏弹力的研究.在日常生活和工业生产中,控制摩擦力和黏附力是非常重要的.通过修饰刺激响应聚合物到基底上就可以实现在表面上的可控调节.由这些刺激响应聚合物组成的体系能够根据环境的改变来调控他们的理化性质,比如温度、光、pH、电场和磁场等.因此,这种响应性行为可以用于开发新型可控设备,例如智能镊子、机器手臂、人工肌肉等.系统性地综述了在液体环境下利用刺激响应性聚合物调控表面摩擦力和黏弹力的研究现状,并着重阐述了接触面间特定的相互作用对聚合物溶胀及其摩擦学性能间关系的影响.因此,对不同环境下接触面间相互作用的细致表征对于设计有效的智能响应体系是至关重要的.最后,对该体系的应用及存在的问题进行讨论.

摘要： 采用红外反射光谱与和频光谱,研究了三辛基氧膦(TOPO)分子与水溶液中各种无机离子的界面相互作用.从分子水平解释了水溶液中各种共存离子对有机膦萃取剂萃取目标金属离子行为的影响,有助于萃取过程机理的理解和工艺参数的优化.

摘要： 本文通过流变学的手段来研究聚偏二氟乙烯/多壁碳纳米管(PVDF/MWCNTs)纳米复合材料的界面相互作用。研究了不同表面特征及碳管含量对聚合物体系流变性能的影响，发现不仅碳管含量对复合材料流变性能有影响，而且碳管的表面特征也对其有很明显的影响。从不同碳管对纳米复合材料的增强作用可以看出不同表面特征对其的影响，尤其在碳管含量较高时体现很明显。当填料与聚合物基体间的界面相互作用足够强时，尽管填料的分散效果不够好，但是其增强作用仍然比分散较好但界面作用力较弱的体系增强作用强。这一现象说明，填料与聚合物基体间的界面相互作用对体系在流变性能上的响应有很大的影响，甚至在某种程度上大于分散较好的体系。

摘要： 通过动态流变学、动态力学和热行为方法,研究了纳米粒子/聚合物复合材料的界面相互作用.对纳米二氧化硅(nano-silica)进行接枝改性,制备了纳米粒子/聚丙烯(PP)复合材料.采用动态流变仪和动态力学分析仪(DMA)表征纳米复合材料的流变和黏弹特性,在2°C/h慢速加热条件下采用示差扫描量热仪(DSC)研究复合材料的慢速熔化行为,结合复合材料力学性能测试对聚合物纳米复合材料中的界面相互作用进行分析.结果表明,聚合物纳米复合材料中的界面相互作用包括粒子-粒子间的相互作用和纳米粒子-基体间的双界面相互作用.降低复合材料中纳米粒子间的吸引力,同时增大纳米粒子与高分子基体间的相互作用,可以赋予纳米粒子流动性,在复合材料中引入新的能量散耗机制,从而对复合材料起到增韧作用.由此建立双界面调控增韧纳米复合材料的技术.

摘要： 本文设计并制备了采用反应性加工处理、采用钛酸酯偶联剂处理和采用未经任何处理的BaSO填料的三元复合体系,并研究了三元复合体系的界面相互作用.文章对试验过程及试验结果进行了介绍.

摘要： 锂硫电池体系作为新兴的二次电池体系,具有能量密度高等方面的巨大优势.要实现锂硫电池的实际应用,最亟待解决的问题之一就是多硫化物的"穿梭效应".在锂硫电池放电过程中,具有非极性表面的纳米碳材料作为锂硫电池正极,很难对极性多硫化物提供足够的表面结合力和限制作用,导致多硫化物的溶解,扩散到负极表面发生反应,造成活性物质损失和容量的衰减.引入“锂键”这一化学概念进入锂硫电池体系。采用理论和实验相结合的手段对进行了锂硫电池正极界面相互作用进行了定量描述。分别选择了两种掺杂氮和未掺杂的固相碳材料进行NMR和电化学测试。结果证明，氮掺杂碳材料的7Li的NMR峰位向低场移动，表现出更强的界面相互作用，与模型分子得到的结果一致。通过对两种材料进行电化学测试，采用氮掺杂碳材料的电池正极初始容量达到1172 m Ah g-1,比未掺杂的高出约23 %。在200圈循环后，其比容量依然高达848 m Ah g-1，单圈衰减仅为0.14%；而未掺杂石墨烯循环后比容量仅为423 m Ah g-1。

摘要： 通过对特殊橡塑共混物界面特点的研究,初步探讨了超细橡胶粒子(粒径可达100nm以下)提高塑料的韧性和耐热性的机理.结果表明,由于小的橡胶粒子可产生大的相界面和强的界面相互作用,因而可使塑料/超细橡胶粒子共混物的韧性和耐热性同时得到提高.

摘要： 众所周知，基板对于共混物薄膜相形态的形成与演化具有十分重要的影响。通过调节基板与聚合物之间的界面相互作用可以实现对薄膜相结构的调控。微接触印刷法(micro-contact printing) 的发明使得制备具有不同周期的化学性质交替变化的图案化基板变得简单易行，利用这种方法来改变基板从而在基板上得到结构可控的图案化高分子薄膜已经引起越来越多的关注。 本文利用硅烷与羟基化基板的反应制备了OH/CH3 交替变化的条纹化基板，然后将一定比例的聚苯乙烯(PS)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混物溶液在基板上spin-coating 成膜，利用相差显微镜和原子力显微镜观察了薄膜退火后的相形态与表面形貌，对高分子共混物薄膜的结构调控进行了初步探索。

摘要： 从有机膜形成方式、有机膜与无机膜界面相互作用等方面对复合膜的制备技术和应用进行了的综述,并讨论了其潜在的发展和应用.

摘要： 本工作研究了低含量AL(OH)填充下,原位形成FPP在AL(OH)/PP复合材料中存在相互作用.

摘要： 水包油乳液的内部油相各成分和连续水相各成分之间的相互作用会通过加入聚合物表面活性剂混合物而被阻止，这减少了化学和/或物理不稳定性，并改善了制剂中各成分的相容性。

摘要： 本发明是一种基于界面相互作用的沥青与改性剂相容性评价方法，属于改性沥青技术领域，解决目前没有提出可以展现苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯(SBS)改性剂与基质沥青相容时的动态过程的评价方法的问题。本发明通过分子动力学模拟软件，分别构建基质沥青模型、SBS改性剂模型和SBS与基质沥青界面模型。在不同温度下，对SBS与基质沥青界面模型进行分子动力学模拟，计算得到界面能，比较其数值大小，分析SBS与基质在界面处的相互作用，以评价基质沥青与SBS的相容性。本发明评价方法以数值模拟为基础，操作简单，结果直观，为SBS与基质沥青共混机理的研究提供了帮助，对改性沥青相容性评价体系的建立提供了思路，SBS改性沥青的开发及改性效果的提高提供了理论依据。

摘要： 本发明公开了一种同步测量液固界面相互作用和液固接触面积的试验装置及方法，试验装置包括底座、图像捕捉系统、样品台、进样注射系统、测力传感系统及图像处理终端，样品台通过三维移动平台安装在底座上；进样注射系统包括进样支座和安装在进样支座上的针管及注射器，针管为折形针管，通过十字轴安装在进样支座上下，所述测力传感系统用于测量针管下端沿着主运动方向的偏转力和竖直方向的拉力，所述图像捕捉系统包括两个拍摄模块，其中一个水平的安装在底座上，另一个垂直的安装在进样支座上，分别对样品台侧视和俯视拍摄，本发明可同时测量固液接触作用力和接触面积，可以直观、方便地表征液固的相互作用，以探究液固界面的相互作用规律等。

摘要： 本发明公开了一种利用计算机模拟纳米物质在水环境中聚集的界面相互作用的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、构建水环境中纳米物质界面的几何模型，并赋予其物理意义；步骤二、采用能量最小化方法对模型进行优化，使其结构更加真实；步骤三、参考实验研究，在与真实环境一致的热力学参数下，进行分子动力学模拟，得到各原子的运动轨迹文件及相关计算文件；步骤四、通过模拟所得到的运动轨迹文件及相关计算文件，研究纳米物质在水环境中聚集的界面相互作用的动力学特征及关键作用。本发明在分子原子水平上从纳米污染物聚集界面相互作用的角度去定量分析纳米污染物在水环境中的潜在污染效应，为水环境生态安全性保障和纳米科技可持续发展奠定了理论基础。

摘要： 本发明涉及锂离子电池存储技术领域，且公开了界面相互作用构建内建电场用于高性能锂离子存储，包括：S1样品合成，氧化石墨烯(GO)悬浮液是通过改进的Hummer制备方法，合成GaZnON@NG异质结构通常遵循以下步骤，用连续磁力搅拌器在Ga

摘要： 本发明公开了一种基于强界面相互作用的高活性钼酸铋/生物炭复合光催化剂的制备方法，本发明为解决现有钼酸铋(Bi2MoO6)光生载流子运输缓慢、快速复合导致的光催化效率低的问题。本发明采用限氧高温慢速热解法合成高介孔结构、表面官能团丰富的生物炭，采用水热法制备层状结构的钼酸铋，通过简易球磨法制备具有强界面相互作用的高活性Bi2MoO6/生物炭复合光催化剂。本发明的光催化材料具有优异且可调的光生载流子分离率和较宽的光谱响应范围，可用于环境领域的光降解有机污染物。

摘要： 本发明公开了一种同步测量液固界面相互作用和液固接触面积的试验装置及方法，试验装置包括底座、图像捕捉系统、样品台、进样注射系统、测力传感系统及图像处理终端，样品台通过三维移动平台安装在底座上；进样注射系统包括进样支座和安装在进样支座上的针管及注射器，针管为折形针管，通过十字轴安装在进样支座上下，所述测力传感系统用于测量针管下端沿着主运动方向的偏转力和竖直方向的拉力，所述图像捕捉系统包括两个拍摄模块，其中一个水平的安装在底座上，另一个垂直的安装在进样支座上，分别对样品台侧视和俯视拍摄，本发明可同时测量固液接触作用力和接触面积，可以直观、方便地表征液固的相互作用，以探究液固界面的相互作用规律等。

摘要： 本发明是一种基于界面相互作用的沥青与改性剂相容性评价方法，属于改性沥青技术领域，解决目前没有提出可以展现苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯(SBS)改性剂与基质沥青相容时的动态过程的评价方法的问题。本发明通过分子动力学模拟软件，分别构建基质沥青模型、SBS改性剂模型和SBS与基质沥青界面模型。在不同温度下，对SBS与基质沥青界面模型进行分子动力学模拟，计算得到界面能，比较其数值大小，分析SBS与基质在界面处的相互作用，以评价基质沥青与SBS的相容性。本发明评价方法以数值模拟为基础，操作简单，结果直观，为SBS与基质沥青共混机理的研究提供了帮助，对改性沥青相容性评价体系的建立提供了思路，SBS改性沥青的开发及改性效果的提高提供了理论依据。

摘要： 本发明属于海洋土力学测试仪器技术领域，公开了一种土与结构界面相互作用参数测定装置及测试方法。该装置包括支撑结构、摩擦桩体、密封压力室、扭剪和轴向加载系统、控制系统和采集系统。其中摩擦桩体、空心圆柱土体均设在密封压力室内；密封压力室与孔压测力系统及反压系统、排水系统相接；所述的扭剪和轴向加载系统与控制系统和采集系统相连。本发明能测定土与结构相互作用时的参数，对含桩土样进行固结，从而使含桩土体呈现不同应力状态；同时更便捷地对结构物周围土体进行固结过程和剪切过程，更真实地模拟深海结构与土体的力学响应状态、探讨土与结构相互作用时的界面演化规律，为土‑结构界面的本构关系研究提供更多的支持。

摘要： 本实用新型属于海洋土力学测试仪器技术领域，公开了一种土与结构界面相互作用参数测定装置。该装置包括支撑结构、摩擦桩体、密封压力室、扭剪和轴向加载系统、控制系统和采集系统。其中摩擦桩体、空心圆柱土体均设在密封压力室内；密封压力室与孔压测力系统及反压系统、排水系统相接；所述的扭剪和轴向加载系统与控制系统和采集系统相连。本实用新型能测定土与结构相互作用时的参数，对含桩土样进行固结，从而使含桩土体呈现不同应力状态；同时更便捷地对结构物周围土体进行固结过程和剪切过程，更真实地模拟深海结构与土体的力学响应状态、探讨土与结构相互作用时的界面演化规律，为土‑结构界面的本构关系研究提供更多的支持。