仿生多巴胺在光催化和光引發(fā)聚合中的應(yīng)用研究.pdf

1、多巴胺（DA）是一種生物分子，其最常被使用的形式是鹽酸鹽。多巴胺具有羥基和氨基官能團(tuán)，所以它具有優(yōu)異的還原性，且在堿性條件下氧化自聚合生成聚多巴胺。由于聚多巴胺含有兒茶酚和氨基等官能團(tuán)，所以具有較強(qiáng)的粘附性能，此外，它還具有無(wú)毒、生物相容性好、可生物降解等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于表面修飾、藥物傳遞、催化等領(lǐng)域。在隔絕氧氣、UV光照射下，聚多巴胺上的氨基或羥基官能團(tuán)上能夠產(chǎn)生自由基，可以引發(fā)一系列丙烯酸類(lèi)、甲基丙烯酸酯類(lèi)單體以及苯乙烯聚合。

2、聚多巴胺膠囊由于具有pH響應(yīng)性和可控的壁厚而引起了廣大科研工作者的關(guān)注。目前，主要通過(guò)軟/硬模板制備聚多巴胺膠囊，然而，這些方法需要多步操作且需要使用有機(jī)試劑去除模板，限制了聚多巴胺膠囊的應(yīng)用。而聚合誘導(dǎo)自組裝（PISA）技術(shù)將聚合、組裝過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，并可以調(diào)控聚合物的結(jié)構(gòu)，具有產(chǎn)量高、形貌多樣、操作簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn)，引起了科研工作者的極大關(guān)注。基于仿生多巴胺化學(xué)的優(yōu)異性，結(jié)合共沉淀方法、光引發(fā)聚合方法及聚合誘導(dǎo)自組裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，本論文以

3、尋找更加綠色、溫和、簡(jiǎn)便的方法制備微納米材料為目的，詳細(xì)研究了基于仿生多巴胺制備的微納米材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及功能。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　第一章：概述了多巴胺的聚合方法；詳細(xì)討論了不同形貌的聚多巴胺的制備及其應(yīng)用；然后簡(jiǎn)單介紹了光催化（Ag/AgCl、氮化碳）的研究，并闡述了聚合誘導(dǎo)自組裝技術(shù)的研究現(xiàn)狀；最后闡明了論文的選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容。
　　第二章：以多巴胺鹽酸鹽作為氯源和還原劑，硝酸銀溶液作為氧化劑，通過(guò)改變反應(yīng)體系的起

4、始 pH值和表面活性劑的濃度，室溫下一鍋法制備出了一系列形貌、組分可控的 Ag@AgCl光催化劑。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、能量分析光譜（EDS）、X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）和紫外可見(jiàn)光譜等手段對(duì)所制備的催化劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征；同時(shí)研究了光催化劑的催化性能和穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明：不同反應(yīng)pH值所制備催化劑的組分不同，通過(guò)光催化降解實(shí)驗(yàn)證明了所制備的催化劑具有優(yōu)異的光催化性能和穩(wěn)定性能（至少可重復(fù)使用15次）。

5、r>　　第三章：基于前一章節(jié)的技術(shù)，利用聚多巴胺優(yōu)異的粘附性能和良好的電子傳輸性能，制備出了Ag/AgCl-PDA-氮化碳（SPCN）復(fù)合光催化劑。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、XRD、XPS和紫外可見(jiàn)漫反射（UV-vis DRS）、紅外光譜（FT-IR）和熱重分析（TGA）等手段，結(jié)合自由基捕獲實(shí)驗(yàn)、光致發(fā)光光譜（PL）、光電流等實(shí)驗(yàn)，研究了所制備的SPCN復(fù)合光催化劑。結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)表征證明了 SPCN復(fù)合光催化劑的成功制備，降解實(shí)

6、驗(yàn)證明了所制備的復(fù)合催化劑較 CN、Ag/AgCl、Ag/AgCl-CN具有更好的光催化性能；自由基捕獲實(shí)驗(yàn)證明了空穴在光降解過(guò)程中起主要作用；最終提出了一種可行的反應(yīng)機(jī)理，聚多巴胺作為粘合劑，在不破壞 CN原本結(jié)構(gòu)的情況下，既增強(qiáng)了Ag/AgCl與氮化碳之間的作用，避免了二次環(huán)境污染，又加速了光生載流子的分離。
　　第四章：結(jié)合聚合誘導(dǎo)自組裝理念，以多巴胺小分子作為光引發(fā)劑，代替PISA中使用的大分子引發(fā)劑或鏈轉(zhuǎn)移劑，在隔絕氧氣