在过去二三十年中,材料科学不断朝着交叉领域的方向发展,研究不再局限于以往的传统化合物,而转向有机、无机、高分子以及生物材料的杂化。随着现代科学与技术的发展,有机-无机复合材料作为一种新型功能性材料,引起了世界范围内的广泛关注。其中聚合物-无机核壳胶体微球(粒)因其所具有的重要的科学研究地位和应用价值而备受瞩目。例如,不同尺寸、表面与复合性质的聚合物-无机核壳胶体微球(粒)的研究体系已经有了出色的成就,而且这些微球(粒)在药物缓释、生物识别和光电材料等应用领域中的研究也正在向纵深发展。同时,作为一种有效的模板,核壳胶体微球(粒)还被用于制备各种有机或无机的中空微球,这些中空的胶体微球作为一族新的材料,具有独特的胶体和物理性质,在催化、可控药物输送、人造细胞、光填充、光子晶体、低介电常数材料和声绝缘材料等方面具有广泛的应用前景。 本论文首先以苯乙烯和甲基丙烯酸为原料,过硫酸铵为引发剂,通过乳液聚合法制得单分散的共聚微球(PSM)。利用扫描电镜、透射电镜、红外光谱等手段对样品进行分析,样品为高度单分散的粒径约为300nm左右的微球,且微球表面光滑洁净,适合作为模板制备核壳材料。 以PSM为模板,利用简便易行的溶胶-凝胶法在有机微球表面包裹二氧化钛和二氧化硅,得到单分散的PSM-TiO2和PSM-SiO2核壳结构材料。二者均保持了完好的球形结构。通过萃取或者焙烧的方法,得到相应的中空结构。TiO2空心球出现坍陷和破裂,SiO2空心球保持了完好的球壳结构。在PSM-TiO2表面通过溶胶-凝胶法继续包裹SiO2得到PSM-TiO2-SiO2,焙烧后得到TiO2-SiO2双组分球壳。通过改变正硅酸乙酯的浓度,可以对TiO2-SiO2中空球的壁厚在几十纳米范围内实现调控。此外,我们还以PSM为模板包裹导电聚合物聚苯胺(PANI),得到PSM-PANI核壳材料。 我们将CdS和PbS纳米颗粒负载到TiO2-SiO2中空微球上构造一种新颖的复合材料,对其紫外-可见吸收进行了研究。