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中空介孔Si O2材料是一种具有特殊结构的新型无机材料,其内部的一个或多个空腔可作为客体分子的存储与运输器,同时其低密度、高比表面积、可调控的孔道尺寸以及良好的生物相容性等特点,使得其在吸附和存储、催化、药物释放、癌症诊断与治疗等领域具有广阔的应用前景。模板法是制备中空介孔Si O2材料最有效的方法之一,可以通过简单的调控模板的化学组成和形貌实现对中空介孔Si O2材料形貌与纳米结构的调控。然而,反应后期模板的去除(高温煅烧或溶剂抽提)往往会破坏其中空介孔形貌的完整性。自组装策略是实现有序和精细纳米结构制备的一种重要的“自下而上”方法之一,两亲性嵌段共聚物在水溶液中可自组装形成尺寸和形状可控的纳米结构,为控制Si O2纳米粒子的生长和均匀组装体的构建提供了良好的模板分子。因此本文首先采用连续可逆加成-断裂链转移(RAFT)顺序聚合制备得到不同嵌段比的两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸2-N,N-二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸二羟基丙酯(p DMAEMA-b-p GMA)(42/22、42/32、42/62、27/87)。水介质中(25℃,p H=7,常压),嵌段共聚物中p DMAEMA链段倾向于被亲水性更强的p GMA包绕形成相对疏水区域,同时叔胺基[-N(CH3)2]可作为Si O2催化沉积位点,因此Si O2纳米颗粒限制在聚胺链段p DMAEMA疏水区域内成长和组装。通过改变模板的嵌段组成比例,由于不同组成单元存在对选择性溶剂亲和性的差异,可形成球型、棒状、空心介孔等多形貌Si O2纳米粒子(Polymer@Silica Hollow Mesoporous Nanoparticles,PSHMNs)。尤其是p DMAEMA-b-p GMA自组装聚集体在外界环境刺激(p H)下还能发生形貌转换,也大大丰富了中空介孔Si O2纳米结构。相同p H下,嵌段比27/87聚合物TEM尺寸最大,为100.31nm;不同p H环境下,随p H的逐渐增加,聚合物粒径随p GMA链段的增加具有逐渐减小的趋势;p H 7的体系环境下,嵌段共聚物可自组装形成囊泡结构。同时,基于共聚物对p H的敏感性,通过对比反应体系的p H及硅源用量,经TEM与SEM测试发现:当体系p H为7、共聚物与TEOS质量比为1:100时,为最佳反应条件,所得二氧化硅包覆物为球形,PSHMNs的空心内腔尺寸在30~70nm、壳层壁厚在10~20nm范围内可调,BJH脱附吸附平均孔径为7.03nm,比表面积为341.256 m2/g,孔体积为0.706 cm3/g。利用嵌段共聚物中不同链段与Au以及磁性Fe3O4纳米颗粒的相互作用,在DMF/THF/H2O(1v/9v/40v)混合溶剂中一步封装制备得到摇铃型Au@PSHMNs与Au/Fe3O4@PSHMNs多功能纳米粒子。随着金属纳米颗粒的封装,摇铃型复合粒子的粒径尺寸增加至75~150nm,内腔尺寸进一步增加,但Si O2壳层厚度为10~25nm,变化不大。以4-硝基苯胺还原反应为模型,考察摇铃型Au/Fe3O4@PSHMNs多功能纳米粒子的催化效率,实验结果表明:Au纳米粒子的封装有助于提高其催化稳定性和催化效率,一级动力学反应常数k从Au纳米颗粒分散液的3.95×10-3S-1增加至5.33×10-3S-1;磁性Fe3O4纳米颗粒的同步封装不仅能够有效的提升单位体积内Nano Au颗粒的负载量,一级动力学反应常数k进一步增加至6.75×10-3S-1,且通过简单的磁铁就能够回收Au/Fe3O4@PSHMNs,提升催化剂回收率。5次催化循环后,复合纳米粒子催化效率最高可达到97.6%,磁性复合纳米粒子回收率可达96%,可望在废水处理中得到应用。