POSS基聚合物修飾二氧化硅納米粒子的制備及功能化.pdf

1、介孔二氧化硅因其特殊的理化性能，已成為當(dāng)前材料領(lǐng)域中的重要一員。它綜合了無定形無機多孔材料及具有晶體結(jié)構(gòu)的無機多孔材料二者的優(yōu)異性能，在催化、吸附分離、色譜分析、生物傳感和藥物控釋等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。本論文研究的是一種介孔二氧化硅的制備方法，尤其是一種涉及POSS基聚合物與陰離子表面活性劑雙模板下制備介孔二氧化硅的方法，主要工作具體如下:
　　1.采用RAFT聚合法成功制備了一系列不同PDMAEMA鏈長的PAPOSS-

2、b-(PDMAEMA-co-PSt)嵌段共聚物(BCP)，通過FTIR、NMR和GPC等表征方法對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進行了表征。接著將嵌段共聚物分散在水中，通過TEM觀察發(fā)現(xiàn)它們在水中能形成球形膠束，并通過DLS測得膠束的平均粒徑為114.3nm，比TEM中觀察到的尺寸要大。
　　2.利用BCP的自組裝特性，將其作為模板，配合不同表面活性成功制備出POSS基聚合物修飾的二氧化硅納米粒子(PMS)，通過TGA、DLS、SEM和TEM等表征方

3、法對二氧化硅的熱性能、尺寸大小、微觀形貌等進行了表征。我們發(fā)現(xiàn)單一表面活性劑模板下制備得到的二氧化硅表面光滑，而BCP與陰離子表面活性劑雙模板法制備得到的二氧化硅的表面卻呈高爾夫球狀。我們認為，BCP與陰離子表面活性劑通過靜電相互作用形成同時帶兩種電荷的膠束聚集體，硅源在膠束的表面及間隙中生長，最終得到高爾夫球形二氧化硅。在此過程中，BCP中的PAPOSS段就像一個鉚釘?shù)念^，將聚合物牢牢釘在二氧化硅上而不易掉落;同時，我們還發(fā)現(xiàn)提高BC

4、P中PDMAEMA的鏈長，增大BCP或表面活性劑的用量，均可制備得到更加規(guī)整的球形二氧化硅，且表面的凹痕增多，更加接近高爾夫球的表面。
　　3.以PMS為載體，通過其表面富含的PDMAEMA鏈段吸引AuCl4-離子，加入還原劑還原后成功在二氧化硅上原位負載金納米粒子。我們發(fā)現(xiàn)，采用不同的還原劑會得到不同的結(jié)果，以抗壞血酸作為還原劑時，得到的金納米粒子尺寸較大，且負載量少;而以硼氫化鈉為還原劑時，得到的金納米粒子尺寸較小，且負載量多

5、。同時，BCP模板中的PDMAEMA鏈越長，金納米粒子的負載量也越大。我們還嘗試在制備二氧化硅的同時，實現(xiàn)金納米粒子的負載與生長，結(jié)果顯示，選擇適當(dāng)PDMAEMA鏈長的BCP作為聚合物模板至關(guān)重要。最后將PMS-Au復(fù)合納米粒子用于催化硼氫化鈉還原4-硝基苯酚的反應(yīng)，以對其催化性能進行評價，結(jié)果顯示復(fù)合納米粒子有較高的催化活性，30min內(nèi)催化4-硝基苯酚的轉(zhuǎn)化率為91.1％。
　　4.對制備的高爾夫球形二氧化硅納米粒子進行高溫處