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“化”说国漆——普漆中化学，传漆艺非遗

大学化学 2024年第5期39卷 371-379页

作者：王映贤苏田野沈利苗高金苹武庆贺汕头大学化学化工学院(碳中和未来技术学院)

漆在中国数千年的使用沉淀出独特的漆艺文化。这里的“漆”是指大漆，从漆树中采集，主要成分漆酚通过化学反应形成漆膜，漆膜具有防潮、耐高温、耐酸碱等优良性质。大漆与色粉混合可以调制出光彩照人的色漆，被广泛地应用于髹饰、设备... 详细信息

漆在中国数千年的使用沉淀出独特的漆艺文化。这里的“漆”是指大漆，从漆树中采集，主要成分漆酚通过化学反应形成漆膜，漆膜具有防潮、耐高温、耐酸碱等优良性质。大漆与色粉混合可以调制出光彩照人的色漆，被广泛地应用于髹饰、设备防腐和文物修复等。将科学与文化相结合，普漆中化学，传漆艺非遗，本文从化学的视角出发，介绍大漆中的化学成分和性质，从漆酚到漆膜发生的化学反应，设计一系列科普实验验证什么是大漆及其优良性质，让科普对象深切体会化学无处不在、化学的重要应用；介绍漆的发展历程，增加中小学生动手参与漆器制作和漆画绘制等梯度科普环节，锻炼青少年的动手能力，传递漆文化与漆艺人的工匠精神。通过糅合漆艺和化学，使科普对象领略到漆艺之美，认识到化学在漆中的重要作用，激发对化学的兴趣，从而达到弘扬漆艺非遗文化和传播化学科学知识的目的。

关键词：大漆漆酚化学漆非遗科普实验

来源：博看期刊

漆酚钛涂层在模拟高温、高CO_(2)环境中的防护性能研究

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材料保护 2022年第4期55卷 14-19页

作者：谷丰樊保民张雷宋楠刘浩宇赵晓乐杜柱兵赵景茂中国石油集团工程建设有限公司北京设计分公司北京100085 北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

为提升碳钢在高温、含CO_(2)环境盐水介质中的耐蚀性,采用钛酸四丁酯在丙二醇甲醚醋酸酯的增容条件下与漆酚交联形成漆酚钛涂料,并涂覆于碳钢基材表面制备高耐温涂层。通过热重分析明确了漆酚钛涂层的耐温性能;利用高温、高压且含CO_(2... 详细信息

为提升碳钢在高温、含CO_(2)环境盐水介质中的耐蚀性,采用钛酸四丁酯在丙二醇甲醚醋酸酯的增容条件下与漆酚交联形成漆酚钛涂料,并涂覆于碳钢基材表面制备高耐温涂层。通过热重分析明确了漆酚钛涂层的耐温性能;利用高温、高压且含CO_(2)介质浸泡试验,通过形貌与傅里叶变换红外光谱分析评价了涂层在模拟盐水中对碳钢的防护性能;使用电化学阻抗谱(EIS)评价了浸泡前后涂层在腐蚀介质中的阻抗变化。结果表明:漆酚钛涂层的热分解温度高达275.19℃;在140℃与155℃的模拟盐水溶液(CO_(2)分压2 MPa)中浸泡30 d后,涂层的低频阻抗值分别达到10^(11)Ω·cm^(2)与10^(10)Ω·cm^(2)数量级;涂层的价键特征未发生改变,表面形貌完整且与基材结合紧密,表现出优异的耐高温防护性能。

关键词：漆酚有机钛耐温涂层防护性能

漆酚介导抗炎聚丙烯疝补片的设计制备与性能评价

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漆酚介导抗炎聚丙烯疝补片的设计制备与性能评价

作者：徐丹瑶东华大学

学位级别：硕士

随着社会日益老龄化,普外科高发病—疝气,正以每年新增2000万例患者的速度席卷全球。发病时,腹腔内容物会通过腹壁薄弱/缺损处膨出,以类似“打补丁”的手段植入补片用于补强缺损组织,是目前唯一有效的治疗方式。聚丙烯(PP)补片作为临床... 详细信息

随着社会日益老龄化,普外科高发病—疝气,正以每年新增2000万例患者的速度席卷全球。发病时,腹腔内容物会通过腹壁薄弱/缺损处膨出,以类似“打补丁”的手段植入补片用于补强缺损组织,是目前唯一有效的治疗方式。聚丙烯(PP)补片作为临床使用最多的,被称作是疝气修复材料的金标准。然而,其在植入体内后100%面临着不同程度的炎症反应风险,相应诱发的多重并发症已成为制约补片临床应用的一道“卡脖子”难题。针对PP补片在临床使用中存在的并发症问题,本课题首先从补片的纺织结构入手,设计了一种具备轻质,大孔,高孔隙率的结构特征的PP补片材料,并对其进行了基本物理性能和力学性能的评估,验证其便于手术操作,可与人体腹壁组织力学性能相匹配等特性。在此基础上,本课题进一步构建了一种可适用于PP补片惰性表面和纺织经编结构的抗炎涂层制备工艺。考虑到PP补片具有疏水的惰性表面,常规涂层方法难以在其表面进行功能涂层构建。本课题通过自提取工艺制备了兼具粘附能力和光活性的漆酚(UR)材料。该多酚类材料不仅具有优异的表面粘附性,还可在紫外光辅助下完成在PP表面聚合(形成PUR),聚合过程中产生自由基,进而为两性离子单体—甲基丙烯酸磺基甜菜碱(SBMA)的接枝聚合提供了引发剂,最终构成有两性离子聚合物(PSBMA)接枝的PSU涂层。PSU涂层可基于两性离子聚合物的特性发挥出抗污性能,形成阻碍蛋白吸附的抗污能量壁垒,从抵制非特异性蛋白吸附入手,阻断炎性细胞的富集浸润的源头,从而达到抗炎的目的。本课题通过对抗炎涂层制备工艺和最优参数进行探究,获得最佳改性补片之后,探究改性涂层对补片原始纺织结构和机械性能的影响并对改性涂层的功能性进行表征,最后通过体内外炎性反应表征改性补片的生物相容性及抗炎效果。结果证实,本课题设计的PP补片具备轻质,大孔,高孔隙率的结构特征,能够很好地与人体腹壁组织相适应并且充分满足疝修补片对于力学性能的要求。而在对涂层工艺和参数的探究中,结果表明在UR浓度为0.5 mg/m L的条件下,SBMA浓度为50 mg/m L,反应时间达到90 mins,PSBMA聚合物在PP补片表面均匀铺展,形成了较为光滑的涂层,表面亲水性极为显著的提高。改性后补片的宏观形貌和织物组织结构无显著性改变,仍属于轻质大孔高孔隙率的补片,涂层也没有影响补片的原始力学性能和各向异性。经过PSU涂层改性后,补片的表面电位下降,动静摩擦系数以及滑动摩擦力都有显著性的下降。PSU涂层能够有效的阻碍蛋白质的非特异性吸附,并且在静态和动态稳定性测试中表现出优秀的稳定性。体内外炎性反应测试结果显示,PSU-PP具有良好的细胞生物相容性,能够减少巨噬细胞增殖,下调炎症因子IL-6和ROS的水平。在补片植入大鼠后的急性和慢性炎症期,PSU-PP都表现出良好的减轻炎症的效果。

关键词：聚丙烯疝修补片补片纺织结构异物反应两性离子聚合物漆酚

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漆酚基防污涂料的制备及海洋防污性能

漆酚基防污涂料的制备及海洋防污性能

作者：赵晶福建师范大学

学位级别：硕士

海洋生物污损是指海洋生物在水下设备表面的不良附着,从而对水下设备造成永久性的破坏。例如,海洋生物污损会使得船体表面更加粗糙,从而导致船舶航行中的摩擦阻力和燃料消耗增加,严重影响了船舶设备的安全性和耐久性。目前,国内外普遍... 详细信息

海洋生物污损是指海洋生物在水下设备表面的不良附着,从而对水下设备造成永久性的破坏。例如,海洋生物污损会使得船体表面更加粗糙,从而导致船舶航行中的摩擦阻力和燃料消耗增加,严重影响了船舶设备的安全性和耐久性。目前,国内外普遍采用含氧化亚铜（CuO）和强效杀生剂（如硫氧吡啶锌、铜/锌吡啶硫酮等）组成的石油基树脂自抛光防污涂料来防污。然而这些自抛光防污涂层在防止海洋生物污损的同时,对非目标海洋生物和环境同样产生严重的毒害作用。生物基涂层因其低毒或无毒性、绿色环保、原料易于获取、符合可持续发展战略,在“双碳”背景下受到更广泛的关注,因此设计构建绿色环保、长期有效、性能优异的生物基海洋防污涂料成为研究热点。本论文基于漆酚的优良特性,合成一系列环境友好、防污性能良好的生物基防污涂层并探究其性能,基于此,本论文主要研究内容如下:1.首先以天然产物漆酚、多聚甲醛和乙醇胺为原料,通过曼尼希缩合反应制备可交联的两性离子聚合物前体——漆酚基苯并噁嗪（U-ea）。随后,通过噁嗪环上的叔胺与1,3-丙烷磺内酯反应,成功合成磺基甜菜碱功能化的苯并噁嗪单体（U-ea/sb）。最后,U-ea/sb单体热固化开环聚合得到交联的两性离子聚合物poly（U-ea/sb）,即绿色环保、环境友好的海洋防污涂料。采用红外光谱（FT-IR）、核磁（H NMR）、热重（TG）等对其结构以及性能进行测试表征。结果表明:相比于未改性的苯并噁嗪涂层(poly（U-ea）),poly（U-ea/sb）的亲水性明显提高,减少了非特异性蛋白质对涂层表面的粘附强度。并且poly（U-ea/sb）涂层对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌和溶藻弧菌的抗菌率都在99.99%以上,另外,涂层对湛江叉鞭金藻、三角褐指藻和小新月菱形藻三种海洋微藻的抑制率也在99%以上。此外,得益于漆酚的儿茶酚结构,poly（U-ea/sb）对基材具良好的附着力,有助于改善亲水涂层固有的附着力不佳的问题。2.以二异氰酸酯为连接剂,漆酚和乙醇胺为原料,通过异氰酸酯与羟基的偶联反应,制备了亲水漆酚基聚酯化合物。以此为涂料基体,将磺基甜菜碱基团引入漆酚基聚酯中,合成两性离子漆酚基聚酯涂料。漆膜虽然具有高硬度、光泽饰面、耐磨性、热稳定性和化学稳定性等突出的性能,但是,其自身的防污性能并不突出,在海洋防污领域应用受限较多。因此,在亲水漆酚基聚酯化合物中引入两性离子不仅能提高亲水性,更重要的是在不影响漆酚突出性能同时还赋予了优异的防污性能。改性后的漆酚基聚酯涂层对四种细菌的抗菌率均在99%以上,对小新月菱形藻和三角褐指藻也具有良好的抑制作用。3.聚氨酯涂层因可通过软硬段结构和比例调控其性能,使其具有优异的机械性能和防污性能,在海洋防污领域具有广泛的应用前景。基于“从自然中来,用到自然中去”的设计理念,以天然产物漆酚为硬段,可生物降解的聚己内酯二醇为软段,设计合成了不同比例的漆酚基聚氨酯防污涂料（UPCL）。物理性能方面,UPCL涂层对基材具有很强的粘附力、成膜性好、力学性能明显提高,改善了漆膜脆性大的缺陷。防污性能方面,UPCL涂层对细菌和海藻粘附有很好的抑制作用。通过SEM测试可观察到UPCL涂层表面细菌粘附的较少,荧光显微镜下UPCL涂层表面的微藻细胞明显少于对照组。上述现象的出现是因为UPCL涂层的疏水性强,具有较低的表面能和较低的弹性模量,可通过简单的冲洗使得涂层表面粘附的海藻和细菌脱附,表现出较好的防污效果。

关键词：海洋防污漆酚污损脱附杀菌抑藻

漆酚基粘结剂在锂离子电池硅碳电极中的应用研究

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漆酚基粘结剂在锂离子电池硅碳电极中的应用研究

作者：陈相杨福建师范大学

学位级别：硕士

在锂离子电池中,硅（理论比容量为4200 mAh/g）被认为是最有希望取缔石墨（理论比容量为372 mAh/g）的新型负极材料之一,然而由于硅自身的体积膨胀效应（约300%）会导致其在循环充放电过程中实际容量的急剧衰减,因此,粘结剂的开发和应... 详细信息

在锂离子电池中,硅（理论比容量为4200 mAh/g）被认为是最有希望取缔石墨（理论比容量为372 mAh/g）的新型负极材料之一,然而由于硅自身的体积膨胀效应（约300%）会导致其在循环充放电过程中实际容量的急剧衰减,因此,粘结剂的开发和应用对于硅基电极保持电极结构完整和长循环稳定性是极为重要的。传统的聚偏氟乙烯（PVDF）由于其机械性能和电化学稳定性的优势,是主要的粘结剂。然而,现有的PVDF粘结体系存在对电极材料的束缚力弱、与集流体的粘附性能不足和化学稳定性差等缺点,使其不能满足新兴的高容量活性材料的需求。因此开发具有强约束、高粘附和长循环稳定等优异特性的新型粘结剂尤为迫切。本论文以天然产物漆酚为原料,从网络结构、机械束缚和粘附性能的角度思考,制备了三种漆酚基粘结剂:漆酚/PVDF复合粘结剂（U-F）、漆酚缩甲醛聚合物粘结剂（PUF）和漆酚-半胱胺/聚丙烯酸粘结剂（UC-A）,并将其分别用于锂离子电池硅碳负极的制备。采用电化学工作站、循环冲放电测试仪等评价了其电化学性能,对漆酚基粘结剂在硅碳电极中的应用进行了研究。同时,探索从生漆提取漆酚后的残余物质中分离提纯得到水溶性粘结剂（L-W）,并用于提高锂离子电池硅碳电极中的长循环稳定性。具体工作如下:（1）利用漆酚原位聚合,形成的线性PVDF与网状聚合物穿透,构筑具有三维网络结构的复合粘结剂（U-F）。通过ATR-FTIR、TG、DSC和拉力测试仪等来考查U-F结构与性能之间的构效关系,结果表明:由于漆酚具有独特的亲水和疏水性官能团,使得PVDF与漆酚在溶剂和电极材料中得到良好的分散。且U-F中三维网络穿透的空间结构具有良好的热稳定性和力学性能。当漆酚∶PVDF=3∶7（质量比）时,应变由PVDF的19%提升至U-F的58%。以U-F为负极粘结剂制备的电极在305次充放电循环后剩余比容量为371.3 mAh/g,远高于用漆酚单体（94.5 mAh/g）和PVDF（139.2 mAh/g）粘结剂制备电极的剩余比容量。（2）以漆酚为原料制备了漆酚缩甲醛聚合物粘结剂（PUF）,PUF中丰富的羟基基团为活性材料之间和活性材料与集流体之间提供良好的粘附力。通过XPS和SEM测试观察表明:在PUF的高凝胶率（99.84%）与强粘附力结合下,粘结剂对电极材料表现出体积膨胀抑制,保证了电极结构的完整性。以PUF制备的硅碳电极在305次充放电循环之后剩余比容量为383.0 mAh/g。此外,由于其大量极性基团的存在,电极表现出低电阻、高循环效率和良好的倍率循环稳定性。（3）以漆酚和半胱胺盐酸盐为原料,制备漆酚类多巴胺（UC）,并将UC与聚丙烯酸（PAA）复合,制得UC/PAA粘结剂（UC-A）。PAA中的-COOH与UC中的-NH和-OH之间存在着强的相互作用,增强了粘结剂的对活性材料的束缚力和活性材料与集流体之间的粘附力。以UC-A为粘结剂制备的硅碳电极在经过260次充放电循环测试之后剩余容量为514.3 mAh/g,容量保持率高达95.2%。此外通过SEM和Mapping观察到UC-A粘结剂在活性材料中具有良好的分散。（4）生漆提取漆酚后的剩余物中,水溶性物质主要是漆多糖,含有丰富的极性基团,是一种天然的水溶性粘结剂（L-W）。通过TG和DSC测试分析表明L-W具有良好的热稳定性。随后将其用于锂离子电池硅碳电极的制备,对电极的循环稳定性等进行了测试。实验结果表明,用L-W制备的硅碳电极表现出良好的循环稳定性,在200次充放电循环后剩余比容量为471.5 mAh/g,远高于PVDF（221.4 mAh/g,油性粘结剂）和SA（387.7 mAh/g,水性粘结剂）。

关键词：粘结剂漆酚锂离子电池电化学性能

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漆酚酯键合硅胶液相色谱固定相的制备与应用

色谱 2020年第11期38卷 1257-1262页

作者：曾磊曹宇姚兴东李国祥雷福厚史伯安湖北民族大学化学与环境工程学院湖北恩施445000 广西民族大学广西林产化学与工程重点实验室广西南宁530006

以甲基丙烯酸漆酚酯为色谱配体,制备了一种新型色谱固定相。首先以漆酚和甲基丙烯酰氯为原料制备得到甲基丙烯酸漆酚酯,并通过物理吸附涂覆到由3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷化学修饰的硅胶上,再通过自由基引发与硅烷化硅胶的双键... 详细信息

以甲基丙烯酸漆酚酯为色谱配体,制备了一种新型色谱固定相。首先以漆酚和甲基丙烯酰氯为原料制备得到甲基丙烯酸漆酚酯,并通过物理吸附涂覆到由3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷化学修饰的硅胶上,再通过自由基引发与硅烷化硅胶的双键聚合制得漆酚酯键合硅胶固定相(USP)。对固定相进行傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)和元素分析(EA)表征,结果表明通过共聚反应成功地将漆酚酯固定在硅烷化硅胶上,且制备出的固定相具有良好的单分散性。采用匀浆法装柱,以乙腈-0.05%磷酸溶液(3∶97,v/v)为流动相,流速为0.4 mL/min,检测波长为220 nm,考察固定相对天麻浸膏的分离性能。以乙腈-水(50∶50,v/v)为流动相,流速为0.5 mL/min,检测波长为290 nm,考察固定相对吴茱萸浸膏的分离性能。结果表明该固定相对天麻浸膏和吴茱萸浸膏均具有良好的分离性能,从天麻浸膏中分离出5个色谱峰,从吴茱萸浸膏中分离出2个色谱峰。与商品化C18柱相比,USP柱可以从天麻浸膏中分离出更多的有效组分并实现基线分离,分离吴茱萸浸膏的色谱条件更为环保和安全。采用低流速对天麻浸膏和吴茱萸浸膏进行分离,减少了流动相的使用量,分离结果令人满意。以天然产物漆酚制备色谱固定相,既为分离纯化天麻素和吴茱萸碱提供了一种新的方法,又为液相色谱固定相制备提供了新的思路,还拓展了生漆在色谱分离材料方面的应用。

关键词：漆酚键合硅胶固定相高效液相色谱天麻素吴茱萸碱

基于Diels-Alder反应的漆酚基自修复涂层的制备与性能研究

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基于Diels-Alder反应的漆酚基自修复涂层的制备与性能研究

作者：赵婉西北农林科技大学

学位级别：硕士

Diels-Alder(DA)反应因其热可逆、反应条件温和以及原料易得等优良特性在自修复材料领域引起了广泛关注。获得兼具高机械强度和修复效率的DA自修复涂层,对扩展自修复材料的应用范围具有重要意义。本研究以漆酚为主要原料,通过化学结构... 详细信息

Diels-Alder(DA)反应因其热可逆、反应条件温和以及原料易得等优良特性在自修复材料领域引起了广泛关注。获得兼具高机械强度和修复效率的DA自修复涂层,对扩展自修复材料的应用范围具有重要意义。本研究以漆酚为主要原料,通过化学结构设计制备具有自修复能力的新型漆酚基聚合物及其复合涂层,系统探讨基于DA反应的漆酚基自修复涂层的修复机理和修复效率,并分析影响其修复效率和涂层基本性能的因素,本论文主要研究内容如下:首先,以漆酚为主要研究对象,经化学改性将呋喃基团引入反应体系中,制备呋喃甲醇功能化的漆酚环氧树脂。随后以商用双马来酰亚胺(BMI)为交联剂构建含DA键的呋喃-马来酰亚胺自修复体系,实现损伤涂层的自修复,同时通过控制软硬链段比例,调节所制备涂层的机械性能。结果表明所合成的一系列涂层均具有较高的硬度(≥3H),此外,随着体系中BMI含量的增加,涂层由亲水性逐渐转变为疏水性,当体系中呋喃和马来酰亚胺官能团的摩尔比F:M=2:1时,涂层与水的接触角显著增加,达到109.6°,且F:M=2:1涂层在120℃下热处理30 min后的自修复效果最为明显,自修复效率可达83.22%。同时发现,涂层的自修复性能不仅取决于体系中可逆DA键的数量,也取决于材料中软段的数量。其次,为进一步降低涂层自修复温度,缩短自修复时间,以具有刚性结构的没食子酸和具有长链柔性结构的漆酚为原料,调节不同的软硬成分的比例,合成了五种不同配比的呋喃环封端漆酚-没食子酸聚氨酯预聚体。随后以具有低表面能性质的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料合成含PDMS的双马来酰亚胺,构建含DA键的呋喃-马来酰亚胺自修复体系,结果表明所合成的一系列涂层均表现出良好的疏水性能(水性接触角约为120°),没食子酸比例的增加虽然一定程度上可以提高聚合物涂层的热稳定性以及硬度,但涂层的自修复效率会随着没食子酸比例的增加而急剧降低,当体系中不含没食子酸时,即SCH-1涂层表现出最佳的自修复性能,80℃下热处理30min后的自修复效率即可达91.48%。最后,为获得兼具高机械强度和修复效率的DA自修复涂层,在上述研究的基础上,在自修复聚合物的基底中掺杂多壁碳纳米管(MWCNT)使其作为无机填料以提高涂层的物理机械性能。碳纳米管的添加对涂层的疏水性能无明显影响,但有利于涂层硬度的进一步提高以及自修复温度的进一步降低,当添加量为0.5%～1%时,涂层硬度显著增强,达到6H,60℃下热处理30 min的情况下,含量为0.5%MWCNT的复合涂层的自修复效率可高达96.81%,这可能是由于MWCNT上的不饱和双键也可作为亲双烯体与呋喃基团发生DA交联,能够减少体系中DA键的损失,进而提高自修复效率。

关键词：自修复 Diels-Alder反应漆酚没食子酸涂层

硅/漆酚复合改性无溶剂环氧涂料的制备与性能

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塑料科技 2022年第9期50卷 58-63页

作者：乔星明魏铭刘传奇程秋月张志浩牛红让沈建强武汉理工大学化学化工与生命科学学院湖北武汉430000 浙江天女集团制漆有限公司浙江嘉兴314000

为改善无溶剂环氧涂料的耐热性能、疏水性能和防腐性能,促进生物质资源-生漆高值化利用,利用生漆提取物-漆酚与端氨基硅油(AS)协同改性环氧树脂(EP),制备无溶剂涂料。结果表明:当环氧树脂(E51)∶AS∶漆酚的质量比为10∶1.5∶1时,制得15%... 详细信息

为改善无溶剂环氧涂料的耐热性能、疏水性能和防腐性能,促进生物质资源-生漆高值化利用,利用生漆提取物-漆酚与端氨基硅油(AS)协同改性环氧树脂(EP),制备无溶剂涂料。结果表明:当环氧树脂(E51)∶AS∶漆酚的质量比为10∶1.5∶1时,制得15%-硅/漆酚改性环氧树脂(15%-ASUEP)涂层。较未改性的EP涂层,15%-ASUEP的附着力由1级提升至0级,耐冲击由42 cm提升至50 cm,柔韧性由1 mm提升至0.5 mm,硬度由1 H提升至3 H,实部阻抗由2.1×10^(6)Ω·cm^(2)提升至4.8×10^(9)Ω·cm^(2),涂层水接触角由68°提升至112°,质量损失50%时的温度提升了21℃,耐候性增强。添加适当量的漆酚和AS显著提升了涂层的力学性能、耐热性能、疏水性能以及防腐性能。

关键词：环氧树脂漆酚硅油无溶剂涂料电化学阻抗

石墨烯/漆酚基复合材料的构筑及表面增强拉曼应用研究

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石墨烯/漆酚基复合材料的构筑及表面增强拉曼应用研究

作者：王梦雨福建师范大学

学位级别：硕士

作为一种高灵敏度、无损、痕量、原位检测技术,表面增强拉曼散射（SERS）广泛地应用于食品安全、生物医学、环境监测、电化学、催化、材料科学等领域。SERS技术的进步得益于新材料在SERS基底中的应用。贵金属（Au、Ag）作为最早发现和... 详细信息

作为一种高灵敏度、无损、痕量、原位检测技术,表面增强拉曼散射（SERS）广泛地应用于食品安全、生物医学、环境监测、电化学、催化、材料科学等领域。SERS技术的进步得益于新材料在SERS基底中的应用。贵金属（Au、Ag）作为最早发现和最常见的SERS衬底,基于表面等离子体共振（LSPR）促进增强局域电磁场的电磁增强机制（EM）,具有高增强因子（EF）。然而贵金属在应用过程中具有生物相容性较差、稳定性差、成本高等缺点,极大限制了其作为基底材料的实用性。二维石墨烯材料由于具有超薄的层状结构、较大的比表面积、优异的光学性质和良好的生物相容性等独特的性质,可以通过化学增强机制（CM）实现高灵敏度以及稳定地测试,成为近年SERS衬底材料的研究热点。本论文在综述了当前热门的不同维数、形貌以及结构的SERS材料以及石墨烯基材料在SERS领域应用的基础上,以石墨烯和具有独特结构的功能分子——漆酚为组装基元,通过层层自组装技术和溶剂热法合成了两种基于漆酚/石墨烯的复合膜材料,评估了它们作为SERS基底的潜力。本文的主要研究内容如下:（1）以漆酚和氧化石墨烯为组装基元,以氢键和π-π作用为驱动力,通过层层自组装（Layer-by-Layer self-assembly）技术,在石英片表面构筑了氧化石墨烯-漆酚（GO-U）_n超薄膜。通过紫外光谱、红外光谱、原子力显微镜图像对组装过程、驱动力及膜的形貌进行监测和表征。以罗丹明6G（R6G）为探针分子,探究该超薄膜的表面层性质、组装层数对表面增强拉曼效应的影响及（GO-U）膜拉曼增强机制,并考察该超薄膜均匀性、稳定性、灵敏度、选择性以及重复使用性。该工作为提高二维石墨烯基底的SERS性能提供有益的参考。（2）以（GO-U）超薄膜为基底,通过一步溶剂热法,利用漆酚的螯合配位能力,在（GO-U）基底上调控ZnO及Ag颗粒的生长,合成高密度“热点”分布的三维结构（GO-U）-ZnO/Ag复合膜。以R6G为探针分子,评估该复合膜作为SERS基底的潜力。通过探究Zn/Ag金属比例、（GO-U）基底对复合膜SERS性能影响,初步探讨了该三维复合膜的SERS增强机制,并考察了该三维结构复合膜作为SERS基底对低浓度药物中间体2-巯基哌啶的SERS检测。该工作为大面积石墨烯/金属复合材料的高性能SERS基底的制备提供新思路。

关键词：表面增强拉曼散射氧化石墨烯漆酚银氧化锌