软纳米偶联法制备复合纳米粒子的研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanyinghit
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
复合纳米粒子是当今纳米科技领域的研究热点,目前常用的制备复合纳米粒子的方法多为“硬复合”法,然而该方法常需要在较为苛刻的条件下反应,且合成过程也较为复杂。因此,我们提出了比较新颖的“软复合”法——用两亲性聚合物作为“粘合剂”,将两种不同的无机纳米粒子“粘结”在一起,从而制备复合纳米粒子。研究中我们采用可逆加成.断裂链转移自由基聚合(RAFT聚合)法制备聚合物,并对其可控性进行了研究,同时采用凝胶渗透色谱(GPC)和核磁共振氢谱(NMR)对聚合反应过程进行了动力学跟踪。通过动态光散射(DLS)对制备的纳米粒子进行了表征;使用拉曼(Raman)光谱确认了双硫键的引入;最后利用透射电子显微镜(TEM)对制备出的软复合粒子进行了形貌观察。具体研究内容和结论如下:
  1、采用RAFT方法成功合成了均聚物POE、两嵌段共聚物POE-PGMA、三嵌段共聚物POE-PGMA-PMPS和POE-PGMA-P(DOPA-TBS-MAC),并对其进行了动力学跟踪,分别用GPC和NMR表征其分子量和聚合物的结构。研究表明,聚合物合成过程中PDI都维持在1.2以内,呈现窄分布的特点,同时峰型基本一致且对称性较好,未出现肩峰,说明聚合控制良好。
  2、成功的合成了几种不同类型的纳米粒子,例如金纳米粒子、二氧化硅纳米粒子、磁性纳米粒子,利用DLS以及TEM表征了粒径以及形貌。从TEM可以计算出,Au NPs尺寸大小约为5.3±1.9nm;SiO2NPs粒径约为528±25nm。
  3、采用两条路线分别研究了金与二氧化硅纳米粒子之间的偶联,其中路线一用合成的三嵌段聚合物先与硫辛酸反应,但提纯时产物不能溶解在THF中,因此无法进行相应的表征和下一步的偶联;路线二中我们调整了反应思路,首先将聚合物与二氧化硅偶联,之后将包覆有聚合物二氧化硅的纳米粒子先与硫辛酸反应,再与金纳米粒子偶联,最终成功的制备了金与二氧化硅复合纳米粒子。从TEM照片中可以看到Au NPs位于SiO2NPs表面的聚合物薄层中,为了证明两种纳米粒子之间不是简单的物理包埋,我们将得到的复合纳米粒子超声处理1h,然后从TEM照片中发现AuNPs仍然位于SiO2NPs表面,这表明了聚合物与纳米粒子之间存在一种强有力的作用力,即化学键之间的相互作用。
  4、完成了多巴胺型三嵌段共聚物POE-PGMA-P(DOPA-TBS-MAC)与硫辛酸的反应,以及邻酚羟基的脱保护。初步尝试了金与磁性纳米粒子的复合,但效果不甚理想,还有待进一步优化。
其他文献
金属氧化物半导体光催化剂以其无毒、制各简易及廉价等特点而成为最常用光催化剂的主要材料。但是,纯氧化物光催化剂存在光生载流子复合率高、量子效率偏低等缺陷,直接应用受到一定的限制。而将两种金属氧化物半导体材料耦合制备成复合物可以显著提高材料的光催化性能。这是由于当两种或两种以上的半导体复合后,材料内部可能形成异质结,其光化学、光物理方面的性质会发生改变,不仅能调节单一材料的性能,而且还往往产生新的特性
聚丙烯(PP)作为一种重要的热塑性树脂,因其优良的性能和低廉的价格广泛应用于汽车、包装、机械等领域,但是PP是一种易燃材料,它的极限氧指数仅为18%左右,燃烧剧烈且产生浓烟、伴随有严重的熔滴现象,这些都严重的限制了它的应用,因此,对聚丙烯进行无卤化阻燃研究成为了当前科学研究中的一个热点。  碱式碳酸镁是一种重要的无卤新型阻燃剂,具有无毒、不挥发、热稳定性好、价格低廉、不产生二次污染等优点,但由于碱
学位
β2受体激动剂是在结构和性质上都与肾上腺素近似的苯乙胺类衍生物,主要用于支气管哮喘等肺部疾病的治疗,另外β2受体激动剂具有加快动物成长,增加饲料的效果以及动物瘦肉率的作用,人服用含有β2受体激动剂残余的动物类食物很可能产生中毒情况,因此各国均加强了对β2受体激动剂的监督监测,因此加强对其检测方法的研究是非常必要的。碳纳米管和氧化石墨烯的复合材料可以结合两者的优点,使其表现出优异的性能。本研究制备了
Bi单质纳米材料因其独特的形貌和尺寸以及优异的光学性能、磁学性能、催化性能引起了人们的广泛关注。碲化铋是现在应用较广的热电材料,而铋氧化物则有较好的光电性能。本论文使用电化学沉积的方法制备了铋薄膜、碲化铋合金薄膜,并研究制备过程的动力学行为。并且利用阳极氧化的方法将铋薄膜转变为氧化铋,测试其光电性能。  通过循环伏安法、计时电流法及计时电位法研究了铋离子在氯化胆碱-尿素(摩尔比1∶2)体系中的氧化
学位
TiO2是一种先进的功能材料,具有许多优点,例如无毒、无二次污染、结构稳定、光催化活性强、高的工作电压、廉价。在电化学和光催化领域中,它是一种热点材料。然而,TiO2仍然存在一些问题,包括低的导电率、窄的光谱吸收范围、高的光生电子-空穴复合率等缺点。具有高介电常数和铁磁性的BaTiO3与TiO2的复合材料,不仅可以通过BaTiO3的内部偶极场分离光生载流子,而且可以形成异质结构能有效的抑制电子-空
学位
水体污染形势严峻,进入水体的难降解有机物的数量和种类都急剧增加,造成了水资源的严重污染。其中,抗生素污染和染料污染是水污染中比较严重的污染。在污水处理中,磁性纳米材料不仅拥有对有机污染物超强的吸附能力,而且由于其磁响应特性可以高效回收,使用方便,避免对水体的二次污染。本文以磁性Fe3O4颗粒为基底,制备了两种磁性吸附材料,并研究其吸附性能。  本文制备了磁性Fe3O4颗粒,用Hummer法制备了氧
学位
碳化硼是一种重要的无机陶瓷材料,高温碳热还原法是目前合成碳化硼微粉的主要合成方法,然而制得的碳化硼微粉颗粒度较大,而且碳热还原温度较高。对于碳热还原合成工艺进行改进,在相对较低温度下制备尺寸均匀的碳化硼微粉,具有重要的工业应用价值。  本论文提出了一种改进碳热还原生成碳化硼微粉的合成工艺。该工艺过程选择纤维素粉作为有机碳资源,并通过提高反应前驱体的分散性以及降低前驱体的粒度,以减小最终产物碳化硼的
手性液晶是目前液晶领域的研究热点之一。手性分子的引入对液晶的宏观物理性质有着极为显著的影响。液晶的许多物理特性依赖于手性而产生,如:线性和非线性的光学性质,铁电性、反铁电性和压电行为的产生,以及新织构的出现。此外,应用于光学元件的液晶大多数含有手性结构,比如,胆甾相液晶的热致变色,扭曲向列型液晶显示器,和近晶相的铁电和反铁电开关等。本论文主要是合成了一系列含薄荷基的手性液晶化合物,并对其结构与性能
2024-T3铝合金由于具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点,被广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。铬酸盐是一种高效的防腐颜料,因为铬酸盐遇水时能释放出铬酸根离子,对铝合金具有优异的腐蚀抑制作用。随着人们环保意识的增强和对产品性能要求的不断提高,防锈颜料也向着无污染或低污染的方向发展,就是以无毒或低毒的颜料代替
学位
随着科技的迅速发展,工业废水、农业废水及生活废水的排放量也相应增加。其中重金属离子和有机废水的排放尤为严重,需要选取合适的废水处理方法对多组分废水进行处理。研究较多的处理方法有膜分离法、光催化法、吸附法等,膜分离法存在选择性差、稳定性低的缺点,光催化法存在太阳光利用率低、固液分离困难的缺点,而吸附法具有操作工艺简便、不引入二次污染、吸附效率高的优点,成为备受欢迎的废水处理方法。  膨润土是一种硅酸
学位