论文部分内容阅读
近几年来,银(Ag)纳米粒子在催化剂领域得到了人们越来越多的注意。但是单一的Ag纳米粒子作为催化剂具有易氧化、易团聚和价格高等缺点。为了解决这些问题,许多方法已经被尝试,其中最有效的一种方法是掺Ag纳米粒子至各种基材表面。一般构建这类Ag纳米复合材料需要两步。首先,基材的表面被激活(例如通过一些功能性基团改性基材);然后,Ag纳米粒子负载到这些基材表面。在这个过程中,需要加入额外的添加剂如还原剂、稳定剂和表面活性剂等,这些试剂会潜在的导致环境污染和生物危害,因此寻求一种环保的方法具有十分重要的意义。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)已经被证实是一种很好的还原剂和稳定剂,而且它具有很多优异的性能如化学惰性、优异的初始粘性,低毒性等。在制备Ag纳米复合材料的过程中,我们选用PVP作为还原剂和稳定剂,使整个反应过程都在水相中进行,没有添加任何外加试剂,是一种环境友好的方法。本文首先运用无皂乳液聚合法制备高分子微球,然后以此高分子微球作为基材,PVP作为稳定剂和还原剂,在高分子微球表面负载纳米银,制备聚合物/银纳米复合微球。对所得聚合物/银纳米复合微球的化学结构、组成、形貌、尺寸、热学性能、催化性能等进行了研究。首先选用苯乙烯(St)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,运用无皂乳液聚合法制备了聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(PSMAA)微球,然后在其表面负载纳米Ag,制备了(苯乙烯-甲基丙烯酸)/银(PSMAA/Ag)纳米复合微球。使用红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱分析(XPS)对PSMAA/Ag纳米复合微球进行了表征,结果表明,PSMAA/Ag纳米复合微球已经成功制备。Ag纳米粒子较为均匀的分布于PSMAA微球表面,并且Ag纳米粒子的粒径大约为824 nm。并且Ag纳米粒子的覆盖度随着银氨离子([Ag(NH3)2]+)的加入量增大而增大。热性能测试表明PSMAA/Ag纳米复合微球与PSMAA微球相比具有更好的热性能。催化测试表明制备的PSMAA/Ag纳米复合微球在催化还原4-硝基苯酚(4-AP)具有高的催化活性和好的可回收利用性能。在此基础上,选用苯乙烯(St)、氮异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,运用无皂乳液聚合法制备了聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)(PSNM)微球,然后在其表面上负载纳米Ag,制备了聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/银(PSNM/Ag)纳米复合微球。采用FTIR、TEM、FESEM、XRD和XPS对PSNM/Ag纳米复合微球进行了表征,结果表明,PSNM/Ag纳米复合微球已经成功制备。Ag纳米粒子较为均匀的分布于PSNM微球表面,并且Ag纳米粒子的粒径大约为729 nm。并且Ag纳米粒子的覆盖度随着银氨离子([Ag(NH3)2]+)的加入量增大而增大。制备的PSNM/Ag纳米复合微球具有很好的温度响应和pH响应性能。热性能测试表明PSNM/Ag纳米复合微球与PSNM微球相比具有更好的热性能。催化测试表明制备的PSNM/Ag纳米复合微球在催化还原亚甲基蓝(MB)具有高的催化活性和好的可回收利用性能。并且PSNM/Ag纳米复合微球的催化活性能够通过温度来调节。