锂离子电池用聚多巴胺衍生碳包覆硅纳米颗粒复合材料的制备与性能

实现新型高理论比容量负极材料的应用是开发新一代高能量密度锂离子电池的关键。硅具有4 200 mA·h/g的高理论比容量，远高于商业化石墨负极的比容量，因此在高能量密度锂离子电池的开发中有很好的应用前景。然而硅导电性差，在充放电过程中会发生巨大的体积膨胀而使电极粉化，造成电池性能急剧下降。基于此，本文以聚多巴胺(PDA)作为碳源，采用自模板法成功制备了具有中空结构的硅/碳复合材料(Si@void@C-PDA)，主要步骤如下：先利用多巴胺(DA)与Si亲和力较高的特性，在纳米Si颗粒表面原位聚合形成PDA包覆层(对应样品记为Si@PDA)，然后通过碳化来实现对硅材料的碳包覆改性(对应样品记为Si@C-PDA)，最后采用Na OH溶液对Si@C-PDA进行蚀刻，得到具有中空结构的Si@void@C-PDA。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了上述材料的结构，结果显示经过Na OH蚀刻后成功制备了具有中空结构的硅/碳复合材料。对材料进行电化学性能研究的结果表明，改性后的硅材料在电池中的界面阻抗明显降低。进一步的倍率性能测试表明，Si@void@C-PDA表现...     

阻燃剂修饰聚多巴胺包覆二氧化硅/水性聚氨酯的制备及性能

以聚多巴胺包覆二氧化硅(PDA@SiO₂)、三氯氧磷(POCl₃)和4,4-二氨基二苯基甲烷(DDM)为原料，合成了阻燃剂修饰的聚多巴胺包覆二氧化硅(P/N-PDA@SiO₂),将其引入水性聚氨酯(WPPU),制得阻燃剂修饰聚多巴胺包覆二氧化硅/水性聚氨酯(P/N-PDA@SiO₂/WPPU)。通过扫描电镜、万能试验机、热失重、极限氧指数、垂直燃烧及锥形量热等测试了涂层的化学结构、断面形貌、力学性能、热稳定性、燃烧性能和阻燃机理。结果表明：加入P/N-PDA@SiO₂后，涂膜的力学性能出现先增加后降低的趋势，最大拉伸强度可达9.08MPa。涂层的热重分析表明，复合涂膜的残炭量高于纯WPPU涂膜。此外，复合涂膜的极限氧指数值随着P/N-PDA@SiO₂的添加而上升，阻燃等级达到V-0,热释放速率峰值、总热释放量、材料总升烟量分别降低了25.9%、13.5%、52.8%,表明了P/N-PDA@SiO₂对复合涂膜阻燃性能的稳定提升作用。     

多巴胺预处理后2A12铝合金表面化学镀镍-磷合金及其性能研究

以多巴胺预处理替代传统的浸锌工艺，在2A12铝合金表面通过先碱性化学镀后酸性化学镀而得到Ni–P合金。经多巴胺预处理后，2A12铝合金表面生成了大量牢固附着的聚多巴胺(PDA)颗粒，亲水性显著提高。化学镀最终得到的Ni–P合金层为非晶态结构，表面平整、致密，磷含量为11.56%(质量分数)，显微硬度达到320 HV，对基材具有很好的防护作用。     

多巴胺改性粉煤灰化学镀银工艺

先用多巴胺预处理粉煤灰(FA)在其表面获得聚多巴胺(PDA)膜，再化学镀Ag，获得具有核-壳结构的Ag包覆粉煤灰复合材料。研究了多巴胺改性和镀液中AgNO₃质量浓度对粉煤灰化学镀Ag的影响。结果表明基体表面的PDA膜具有还原性，能够将银离子还原为银单质，但银纳米粒子易团聚；较佳的AgNO₃质量浓度为10 g/L。在较佳工艺下，粉煤灰表面化学镀得到的Ag层均匀、致密，无杂质。     

“一步法”构建基于Zn2+的抗菌表面

不依赖于抗生素的抗菌表面是生物材料及器械设计领域的重要研究内容，可以避免耐药性细菌问题。现有材料表面抗菌策略仍然存在步骤较为繁琐、反应条件过于苛刻等不足，因此，本研究以多巴胺和硫酸锌(ZnSO₄)为原料，在常温、水相条件下采用“一步法”构建广谱性含锌聚多巴胺抗菌涂层(PDA@Zn)。水接触角、涂层厚度和X光电子能谱等结果证实PDA@Zn涂层成功构建。涂层中的锌以Zn²⁺的形式与PDA中邻苯二酚官能团配位结合;涂层的表面Zn²⁺密度可以通过改变ZnSO₄投料的浓度来调控。抗菌实验的结果表明ZnSO₄投料浓度为1 mg/m L时所构建的PDA@Zn涂层(PDA@Zn/1)具有优异的杀菌效果，对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的抗菌率分别为99.7%和99.3%。体外细胞培养试验结果表明，PDA@Zn/1涂层上L929的24 h和72 h相对增殖率分别为63.63%及48.32%，具有一定的细胞毒性。该方法提供了一种高效、简单的表面抗菌策略，但该策略的生物相容性还有待进一步提升。     

聚吡咯/银/聚多巴胺抗菌导电蚕丝织物的制备及性能研究

为制备具有抗菌和导电性能的柔性电子器件，将多巴胺在碱性有氧条件下聚合在蚕丝织物表面，以硝酸银和吡咯为原料，通过氧化还原反应生成银和聚吡咯，得到具有高效抗菌活性和导电性的聚吡咯/银/聚多巴胺蚕丝织物。采用红外光谱、扫描电镜和X射线衍射对聚吡咯/银/聚多巴胺蚕丝织物表面形貌和结构进行分析。测试其表面热稳定性能和疏水性能。此外，通过抑菌圈的方法测试其表面抗菌性能，发现聚吡咯/银/聚多巴胺蚕丝织物可快速杀死金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。最后，利用四探针测试仪，探究了不同吡咯和硝酸银浓度对复合织物导电性能的影响。该蚕丝织物有望应用于柔性可穿戴电子器件和传感器等领域。     

功能化改性复合硅烷涂层耐蚀性能的模拟研究

本文提出了一种新型硅烷基纳米复合涂层。分子动力学模拟结果证实，多巴胺的引入可以大大降低盐溶液在硅烷涂层微纳米孔道中的传输能力，以及复合涂层界面处水分子和离子的运动能力。对于氧化石墨烯-硅烷涂层来说，水分子可以扩散至硅烷层，与硅烷分子的亲水端形成氢键连接。极限接枝的氧化石墨烯-多巴胺-硅烷复合涂层可以充分发挥硅烷分子的疏水特性，完全阻绝水分子进入硅烷层，使水分子传输深度降低了87.5%。     

ZnFe2O4@聚多巴胺@Ag纳米复合材料的制备及其抑菌性

随着生活质量的提高，抗生素已成为人类不可或缺的药物，但近年来抗生素的滥用导致大量耐药菌出现对社会健康造成了严重的威胁。因此，迫切需要开发新型、有效持久的抗菌剂，以应对日益增长的公共卫生需求。本文先以FeCl₃、NaAc和ZnCl₂为原料用“热溶剂法”制备磁性铁酸锌(ZnFe₂O₄)，再以ZnFe₂O₄为核进行聚多巴胺(PDA)包覆形成ZnFe₂O₄@PDA纳米微球，最后将由化学还原法制备的粒径在2～16 nm的银纳米颗粒(Ag NPs)负载于ZnFe₂O₄@PDA表面，形成ZnFe₂O₄@PDA@Ag纳米复合材料。通过TEM、XRD、XPS、UV-Vis、FTIR、Zeta电位等表征材料形貌特征。以革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(S. aureus)和耐药菌沙门氏菌(T-Sa...     

PDA夹层调控的荷正电纳滤膜的制备及在水处理中的应用

当前商用纳滤膜在溶液中多显示荷负电，而根据道南效应，荷正电纳滤膜在分离废水中的荷正电物质时更具优势。本工作在掺杂金属有机骨架(MOF)的混合基质基膜上构建聚多巴胺(PDA)中间层，再通过聚乙烯亚胺(PEI)和均苯三甲酰氯(TMC)的交联反应制备了荷正电聚酰胺复合纳滤膜。对多巴胺(DA)沉积浓度和时间及TMC有机相的添加条件进行优化；对比了PDA中间层添加前后两种复合纳滤膜对1 g/L的MgCl₂、NaCl、MgSO₄、Na₂SO₄溶液的渗透截留情况；重点考察了改性膜对含Cu²⁺、Ni²⁺和Pb²⁺的重金属溶液及五种阴阳离子染料的处理情况，最后评估了膜的耐污染性能。结果表明，将2 g/L的DA在超滤支撑层上沉积90 min, PEI水相浓度为1.2%、浸没时间为7 min、TMC有机相浓度为0.5%、交联时间为120 s时，所制备的改性膜的综合性能最佳，膜的接触角为51.5°,表面粗糙度下降，等电点在pH为9左右，在溶液中显示荷正电。改...     

PDA/纳米TiO_(2)改性超疏水蚕丝织物的制备及性能北大核心

首先利用CuSO_(4)/H_(2)O_(2)氧化体系将多巴胺(DA)快速聚合沉积在蚕丝织物上,再采用十二烷基三甲基硅氧烷(DTMS)修饰纳米TiO_(2),在蚕丝织物表面构建纳米级粗糙结构,并在表面引入长链硅烷疏水链,制备超疏水蚕丝织物。优化的DA快速聚合工艺为9 mmol/L CuSO_(4)、19.6 mmol/L H_(2)O_(2)、沉积时间60 min;优化的DTMS-纳米TiO_(2)整理工艺为0.6%纳米TiO_(2)、3.5 mL/L DTMS,烘焙温度105℃。制得的复合改性蚕丝织物静态接触角(CA)为156°,滚动角(SA)为5°,符合超疏水材料要求,且具有良好的自清洁能力和超疏水耐久性。