金属纳米粒子的纳米效应使其具有独特的物理、化学性能,在催化领域发挥着重要作用,表现出非常高的催化活性和选择性。由于金属纳米粒子在热力学上的不稳定性使其极易发生迁移而团聚,需要稳定的载体进行负载。磁性球形聚电解质刷因其容易回收、分散性好、表面积大、性能稳定等特点适用于金属纳米粒子的固载。在聚电解质刷合成中,通过原子转移自由基聚合(ATRP)可以生成分子量可控、分子量分布均匀的聚电解质刷。此外,聚电解质刷在水中的溶胀行为直接影响聚电解质刷系统构象,运用分子场理论对聚电解质刷进行分析可以得到构象变化规律。本文通过共沉淀法合成具有超顺磁性的四氧化三铁纳米粒子,然后用“St?ber方法”在四氧化三铁表面包覆二氧化硅,得到具有磁性的二氧化硅微球。对二氧化硅微球表面进行氨基化改性并接枝引发剂,最后通过原子转移自由基聚合(ATRP)以丙烯酸甲酯为聚合单体合成无机-有机复合型磁性球形聚电解质刷(PEB)。通过控制聚合反应条件(反应温度、单体量、反应时间)探究反应条件对聚合度的影响。得到最佳反应温度为90℃,单体添加量为6 m L,反应时间为10h。同时在不同条件(温度、p H)下用动态光散射(DLS)表征水相中聚电解质刷的粒径来探究刷子的溶胀特性。结果表明聚电解质刷随着温度和p H的增大而溶胀。以合成的聚电解质刷作为载体,用二乙醇胺在加热条件下还原银离子进行负载合成聚电解质刷-纳米银复合材料(PEB-Ag)。经硼氢化钠还原4-硝基苯酚这一经典的催化反应研究,负载的银纳米粒子具有良好的催化活性和稳定性。以一级反应动力学探究了刷子中纳米银含量、接枝分子量、温度和PEB-Ag浓度对催化反应的反应速率的影响,通过阿累尼乌斯方程求得反应活化能64.03 k J/mol。此外,应用表面反应动力学对反应物浓度的探究和简单的密度泛函理论分析,结果表明载银聚电解质刷催化下硼氢化钠还原4-硝基苯酚的反应按Eley-Rideal机理进行。最后,运用分子场理论建立关于球形聚电解质刷模型,利用统计热力学的方法展开并最小化亥姆霍兹自由能模拟计算出刷子构象的概率分布。利用理论模型对聚电解质刷进行构象分析,以聚合层厚度作为刷子溶胀指标,判断刷子的溶胀性随温度、p H和接枝密度的变化趋势。数值计算结果说明聚合层厚度随温度、p H和接枝密度的增大而有不同程度的增大。