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随着社会生产的发展,环境污染越来越严重,传统的环境治理材料已远不能满足环境修复的需要,新型的环境治理材料应运而生。Janus粒子是近年来新兴发展起来的一种具有非对称结构和性质的复合纳米粒子。该粒子在两个面上具有不同的物理或化学性质,在环境污染物的检测、环境修复等领域具有广阔的应用前景。然而由于Janus粒子尺寸较小,结构难以精密控制,且制备方法较为复杂、产率较低,具有特殊结构和特殊性能的新型Janus粒子目前仍在探索阶段。本文将Pickering乳液法与其他方法结合,设计合成了三种特殊形貌和性质的新型Janus粒子,不仅可以实现对Janus粒子大小的灵活调控而且产率较高。主要内容如下:1.首先,本文采用Pickering乳液半保护法,通过对大粒径二氧化硅粒子表面官能团进行不对称修饰,合成了一系列不同粒径大小的、以大粒径二氧化硅粒子(400 nm、600 nm、1000 nm)为核,小粒径二氧化硅纳米粒子(70 nm)为单侧冠的半树莓形Janus粒子。其中,半树莓形Janus粒子的大小可通过大粒径二氧化硅粒子的尺寸大小进行调节。2.其次,合成了以600 nm二氧化硅纳米粒子为核,一侧以70 nm小粒径二氧化硅纳米粒子为单侧冠,另一侧表面带有双键的半树莓形Janus粒子。再以DVB作为功能性刚性单体,AIBN作为引发剂,AA作为在单侧冠小粒径二氧化硅粒子之间引双键的功能性单体,通过蒸馏沉淀聚合法在半树莓形Janus粒子表面进行聚合。通过控制聚合条件使得PDVB层的厚度为30～50 nm,然后用氢氟酸(HF)刻蚀,合成了中间具有大空腔、单侧具有孔道结构的Janus微囊。该微囊可以作为环境修复物的载体,利用单侧孔道形成火箭似的推动效应,在环境治理等领域具有广阔的应用前景。3.最后,本文还采用两种思路合成了一侧为亲水性二氧化硅,另一侧为疏水性PDVB的双亲性蘑菇形Janus粒子。思路一是通过对二氧化硅粒子的两侧分别进行不对称修饰形成双亲性的蘑菇形Janus粒子;思路二是只对二氧化硅粒子的一侧进行修饰形成双亲性的蘑菇形Janus粒子。两种思路形成的双亲性蘑菇形Janus粒子均具有一定的乳化性能,能作为固体颗粒乳化剂乳化互不相容的两相液体。