1991年,Decher及其合作者报道了基于阴阳离子静电相互作用制备层层聚电解质多层膜的技术。与其他组装制备薄膜的方法相比,静电组装的多层膜的制备具有成膜过程简单、操作容易、成膜物质丰富、不受基体的限制、薄膜具有良好的稳定性且膜的厚度可进行精确调控等优点。正是由于上述优点,静电层层自组装技术近年来被广泛接受,并被认为是制备功能性薄膜的有效方法。到目前为止,这种组装技术在电子及光学器件、分离膜、光催化和生物传感器等方面都表现出了广阔的应用前景。将静电组装多层膜技术用于制备无机/有机纳米复合微材料,一方面为利用纳米微粒的特殊性质提供了一个非常好的制备固体微粒薄膜的方法；另一方面将无机纳米微粒引入多层膜中也丰富了多层膜的物理性质,为多层膜在实际中的应用提供了亘篮。　　 静电组装多层膜的形成以抗衡小离子的释放为推动力,抗衡离子不仅影响单层膜沉积的厚度,薄膜生长机理、生长动力学,还会影响多层膜的的机械性能和溶胀性能,且多层膜中的抗衡离子是可以交换的。本论文以常用的两种强聚电解质(PDDA和PSS)为例,研究了抗衡离子在薄膜中的分布和引入,同时利用抗衡离子与金属离子交换并原位还原为金属粒子的特点,在聚电解质薄膜中引入金属纳米粒子,并展示了其在功能化聚电解质多层膜中的应用。　　 首先,利用抗衡离子与金属离子交换并原位还原为金属粒子特点,在聚电解质薄膜中引入金属纳米粒子。以银离子和氯金酸离子为例,分别说明了薄膜中的抗衡阳离子和抗衡阴离子的交换机理以及交换动力学,并将其中的金属离子分别原位还原为银和金纳米颗粒。在薄膜中的抗衡金属离子被还原后,原来的电荷位点被其他抗衡离子所取代,重复上述的交换还原过程则可以提高薄膜中所引入的纳米粒子的含量,用另外一种抗衡金属离子进行交换-还原,则可以制备多金属的纳米颗粒/聚电解质复合多层膜。这些都说明利用薄膜中的抗衡离子的交换-还原能达到制备无机纳米粒子/聚电解质复合多层膜的目的。由于抗衡离子总是伴随聚电解质多层膜的组装过程而存在,该方法是一种简单、快速、普适的在多层膜中引入纳米粒子的方法。　　 其次,通过调控聚电解质溶液中的盐浓度,研究了在不同盐浓度下抗衡离子种类的调控以及抗衡离子在多层膜中的分布。用QCM检测在不同盐浓度下组装的聚电解质多层膜的增长过程,依据每一层吸附上的聚电解质和聚电解质重复单元的摩尔质量可以计算出每一层有多少电荷沉积在石英基体上,计算出薄膜中存在的过剩电荷,从而推算出抗衡离子的分布。在切片电镜、UV-vis下,观察抗衡离子原位交换还原生成金属纳米粒子的分布,进而得知抗衡离子的分布。在低浓度氯化钠(CNacl≤1M)组装条件下,当以PDDA作为最外层时,抗衡阴离子分布在整个薄膜中,当以PSS作为最外层时,薄膜中存在抗衡阳离子,但抗衡阳离子只能分布在薄膜的表面,在薄膜的内部同样存在抗衡阴离子。在高浓度氯化钠(CNacl≥1M)组装的条件下,当以PSS作为最外层时,抗衡阳离子分布在整个薄膜中,当PDDA作为最外层时,薄膜中存在抗衡阴离子,但抗衡阴离子只能分布在薄膜的表面,抗衡阳离子分布于薄膜的内部。　　 最后,我们研究了聚电解质多层膜中抗衡离子的引入。受聚电解质多层膜与聚电解质复合物性质相似的启示,用QCM-D研究多层膜中聚电解质的加成反应,讨论溶液中的盐浓度对加成反应的影响；并同时讨论了在不同盐浓度下薄膜中抗衡离子的引入、分布及薄膜的溶胀行为；同时给出了加成反应的动力学方程。研究聚电解质多层膜中的加成反应可以帮助我们更深刻地理解聚电解质的基本问题,如组装的机理,抗衡离子的存在和分布等。