pH響應(yīng)性核殼型陽(yáng)離子微凝膠復(fù)合材料的制備及應(yīng)用.pdf

1、微凝膠是粒徑在10~1000nm范圍內(nèi)，具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的聚合物膠體粒子。其中pH響應(yīng)性的陽(yáng)離子型微凝，由于其獨(dú)特的智能響應(yīng)性而在催化、生物醫(yī)學(xué)、傳感器等領(lǐng)域有著極為重要的應(yīng)用研究?jī)r(jià)值。核殼型微凝膠在性能與結(jié)構(gòu)調(diào)控方面具有優(yōu)于一般微凝膠的特點(diǎn)，將核殼型陽(yáng)離子微凝膠與納米貴金屬相結(jié)合制備出的復(fù)合材料可同時(shí)結(jié)合有機(jī)微凝膠和無(wú)機(jī)納米粒子的多重性能。一方面，微凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可為納米貴金屬粒子提供良好的載體環(huán)境，避免其團(tuán)聚并增強(qiáng)回收利用性；另

2、一方面，利用陽(yáng)離子微凝膠的智能響應(yīng)性，還可對(duì)納米貴金屬的生成及性能進(jìn)行調(diào)控。然而采用較為簡(jiǎn)便有效的方法，制備出高性能的核殼型微凝膠/納米貴金屬?gòu)?fù)合材料仍具挑戰(zhàn)性。
　　聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAMA)是一種具有pH響應(yīng)性的陽(yáng)離子聚合物，在催化、藥物控釋、傳感器等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值，但是其玻璃化溫度低，易成膜，使其形貌不易控制。為克服這種缺陷，本文采用兩種不同的制備方法成功制備出了殼層為PDEAMA的核殼型微凝膠，從一定程度

3、上降低了PDEAMA微凝膠的成膜性，并對(duì)其在Pickering乳液中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。此外，利用PDEAMA微凝膠中叔胺基的還原性，以制得的核殼型微凝膠為載體和還原劑，通過(guò)原位自還原的方法還制備出了核殼型微凝膠/納米Au復(fù)合材料，并將此復(fù)合材料用于催化NaBH4還原4-硝基苯酚(4-NP)的反應(yīng)中。具體的研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　(一)用St?ber法制備出二氧化硅(SiO2)并修飾上雙鍵，然后通過(guò)蒸餾沉淀聚合的方法制備出核殼型S

4、iO2/PDEAMA微凝膠。采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)，透射電鏡(TEM)，馬爾文激光粒度儀及熱重分析儀(TG)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并用DLS和紫外可見(jiàn)吸收光譜儀(UV-vis)對(duì)其pH響應(yīng)性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明SiO2/PDEAMA微凝膠呈現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu)，粒徑均一，其體積及微凝膠分散液的吸光度隨pH的變化而變化，呈現(xiàn)出明顯的pH響應(yīng)性。
　　(二)為了簡(jiǎn)化制備工藝以及避免有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的污染，以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和D

5、EAMA為單體，利用兩單體親/疏水性的不同，通過(guò)一鍋乳液聚合法制備出核殼型PMMA/PDEAMA(記為PMD)微凝膠，并探討了其在Pickering乳液中的應(yīng)用。用TEM，掃描電鏡(SEM)，差示掃描量熱儀(DSC)，自動(dòng)電位滴定儀對(duì)其結(jié)構(gòu)組成及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征，并用馬爾文激光粒度儀、DLS及UV-vis對(duì)其pH響應(yīng)性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，采用一鍋乳液聚合法可較為簡(jiǎn)便地制備出形貌均一的核殼型 PMD陽(yáng)離子型微凝膠，且MMA的引入一定程

6、度上提高了微凝膠的熱穩(wěn)定性，制得的PMD微凝膠同樣具有較好的pH響應(yīng)性。將其用作Pickering乳化劑，制備的乳液具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。
　　(三)以PMD微凝膠為載體和還原劑，HAuCl4為貴金屬前驅(qū)體，不加其它任何還原劑在水溶液中通過(guò)自還原法成功制備出 PMD/Au復(fù)合材料。用TEM，能譜儀(EDS)，XRD，TG，F(xiàn)T-IR，DLS及UV-vis對(duì)PMD/Au復(fù)合材料的形貌組成、納米Au的生成情況及催化速率等進(jìn)行了分析，結(jié)