第五届“挑战杯”优秀作品集

《第五届“挑战杯”优秀作品集》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛作品目录1、离子交换植入原位制备聚酰亚胺/氧化锡纳米复合薄膜及其亚微结构与性能研究…………………………………………………………………………………12、论患者知情同意权的限制——从患者知情同意权保护的核心理念出发…123、负连带保证责任的保证人破产时债权人利益保护探究……………………194、信息化对炼化企业价值增值作用的调研分析………………………………285、自清洁旋转滤芯的过滤器………………………………………………………486、经济、高效微生物复合菌肥的研制……………………………………………557、中国城

2、乡“收入—消费”差距的经济学分析与政策建议………………………628、温度敏感性PNIPAAm-b-PLAA的制备，性能研究及药物控释的应用………719、培养大学生的“英语意识”——探究母语负迁移对英语学习的影响………9410、多触摸式操控平台……………………………………………………………10511、大学生与企业对就业因素认知差异的调查与分析…………………………112129第五届“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛离子交换植入原位制备聚酰亚胺/氧化锡纳米复合薄膜及其亚微结构与性能研究崔广辉以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4，4'-二胺基二苯醚(ODA)为原

3、料合成聚酰胺酸，并流延成膜，以氯化亚锡为氧化锡的前驱体，通过直接离子交换植入使Sn2+载入到聚酰胺酸薄膜表层，随后的热处理使聚酰胺酸脱水环化生成聚酰亚胺，同时Sn2+氧化生成氧化锡。运用ATR-FTIR研究了热处理前后基体化学结构的变化；运用XRD研究了薄膜表面氧化锡的晶型；运用ICP，SEM和TEM研究了离子交换时间对复合薄膜微观形貌的影响；实验中所制备的聚酰亚胺/氧化锡纳米复合薄膜保持了纯聚酰亚胺的力学和热稳定性能，并且表面氧化锡层和基体之间具有良好的粘接性能。此外，根据应用背景的不同，该技术还可以推广应用到聚酰亚胺基其它金属氧化物纳米复合薄膜的制备方

4、面，具有较高的学术价值。关键字：聚酰亚胺，氧化锡，离子交换植入，纳米复合薄膜一、引言近年来，聚合物/氧化锡纳米复合材料的研究引起了人们相当大的兴趣[1-6]。这种以金属氧化锡纳米粒子作为功能组分的复合材料在催化[7,8]、电化学[9-11]以及气敏[1,12-17]等领域具有广泛的应用。在众多聚合物中，聚酰亚胺（PI）以其优异的成膜性、耐高低温性能、高强度、柔韧性和满足连续卷曲制备工艺等特点[18-20]，成为制备有机/无机复合薄膜的优选基底材料。传统制备聚酰亚胺/氧化物纳米复合薄膜的方法主要有原位分散法[21,22]，外部沉积法[1]，原位分解法[24-

5、28]等。原位分散法是用来制备PI/金属氧化物复合薄膜较简单的一种方法，它是指首先合成较低粘度的聚酰胺酸，然后将金属氧化物粒子分散在分散剂中，再将其注入到聚酰胺酸溶液中，最后将经分散的混合物流延成膜并在高温下热亚胺化得到复合薄膜，或是将金属氧化物在可溶性聚酰亚胺溶液中均匀分散，涂膜、挥发掉溶剂后得到PI/金属氧化物的复合薄膜。虽然原位分散法在制备PI/金属氧化物方面简单易行，但由于掺杂的金属氧化物纳米粒子的尺寸很小，比表面积和比表面能很大，在PAA或可溶性PI溶液中分散比较困难，极易发生团聚，金属氧化物的含量越高，团聚越厉害，难以得到金属氧化物粒子均匀分布

6、的聚酰亚胺薄膜[23]。外部沉积方法包括液相沉积法和气相沉积法。液相沉积法是首先通过物理或化学方法对PI薄膜的表面进行处理，以增加金属氧化物和PI之间的粘结性，然后再将表面处理后的复合薄膜放入到金属盐的水溶液，通过调节溶液的PH值，使金属盐在水中逐渐水解生成相应的金属氧化物粒子，并沉积在活化的PI薄膜表面，从而制备出表面含有金属氧化物的PI复合薄膜。在气相沉积法中，金属氧化物的前驱体（通常是易挥发且易水解的金属盐）通过蒸发，吸附到经表面处理的PI薄膜表面，在高温热处理过程中，金属氧化物的前驱体自行分解成金属氧化物，或金属氧化物前驱体与经处理后的薄膜表面作用

7、生成金属氧化物，从而制得表面金属氧化物PI复合薄膜。外部沉积法存在较大的缺陷，即通过该方法制备的纳米复合薄膜的金属氧化物与基体聚合物间的粘接性能很差，对实际应用产生了不利影响。原位分解法是传统制备聚酰亚胺/氧化物纳米复合薄膜的典型方法[24-28]129第五届“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛。它是指将金属盐加入到聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸（PAA）树脂溶液中制成均一溶液，然后流延成膜并进行热处理。在热处理的过程中，聚酰胺酸发生酰亚胺环化反应生成聚酰亚胺，同时金属盐原位分解形成金属氧化物，从而得到聚酰亚胺/氧化物纳米复合薄膜。但该方法必须选用和聚酰胺酸

8、溶液具有很好相容性的金属盐作为前驱体，因此金属盐的种类受到很大的限