论文部分内容阅读
由于具有非对称的形状或不均匀的性质,各向异性颗粒具有很多普通均匀球形颗粒所不具备的优势以突破其固有的功能局限。多年来,以Janus、patchy及多组分型三种颗粒为基本类型,大量具有不同结构与性质的各向异性颗粒得到了广泛的研究。其中,微流控技术因其操作简易、可重复性高、成本低廉、产品可控等优点也在各向异性颗粒的制备研究中具有越来越重要的地位。但是,目前关于复合型各向异性颗粒的研究偏少,且颗粒整体与内部的结构特征难以实现完全独立地合成与调控。本文以微流控技术为基础,制备了指针形及patchy-porous型各向异性颗粒,结合SEM、micro-CT、显微成像等方法,对两者的微观结构进行了表征,通过改变实验条件进行了参数调控实验。此外,提出并验证了指针结构的形成机理,通过引入磁流体研究了指针结构的功能化,研究了patchy-porous型颗粒“skin”现象的产生原因及解决方法,结合拉曼光谱验证了其快速检测功能性。取得的主要研究结论如下：(1)确定了指针形颗粒的可重复性制备方法,实现了颗粒内外各向异性结构的独立合成与调控,全面观察且定量分析了指针结构的微观界面与形貌特征,实现了结构参数大范围、高精度的调控,并确定了较佳制备条件,初步探究了指针颗粒在微流变示踪、磁感线标记等领域的应用潜力。(2)发现了指针结构的形成机理,此种由渗透压引发的聚合层内外液体传质所造成的界面性质差异,为聚合材料结构与形貌的可控化合成提供了新的思路。(3)确定了patchy-porous型颗粒的制备方法,得到了不同实验条件对H202与NH4NCO3体系颗粒结构参数的影响规律,解决了H202体系颗粒的“skin”现象,获得了由Ag纳米粒子组成的表面patchy结构,初步探究了其在颗粒吸附物快速检测方面的应用潜力。