在液-液界面上制備復(fù)合微納米結(jié)構(gòu).pdf

1、嵌段聚合物在液/液界面上有很豐富的自組裝行為。不同的聚合物在液/液界面上會形成不同的結(jié)構(gòu)。聚合物分子的結(jié)構(gòu)和水溶液中無機(jī)組分的濃度對聚合物在界面上的吸附、自組裝行為以及最后形成的微結(jié)構(gòu)均有重要影響。本論文研究了三種嵌段聚合物在液/液界面上的吸附和自組裝行為:(1)，聚苯乙烯-嵌-聚（2-乙烯基吡啶）(PS-b-P2VP)在其氯仿溶液和氯金酸水溶液形成的液/液界面上的吸附和自組裝行為及PS-b-P2VP的分子量和水相中HAuCl4的濃度對

2、吸附和自組裝行為的影響;(2)，聚(4-乙烯基吡啶)-嵌-聚苯乙烯-嵌-聚(4-乙烯基吡啶)(P4VP-b-PS-b-P4VP)在其氯仿溶液分別和硝酸銀、氯鉑酸、醋酸鋅、醋酸鎘和醋酸汞水溶液形成的液/液界面上的吸附和自組裝行為及無機(jī)組分對聚合物的吸附、自組裝和形成的薄膜形貌及結(jié)構(gòu)的影響;(3)，聚苯乙烯-嵌-聚丙烯酸-嵌-聚苯乙烯(PS-b-PAA-b-PS)在其DMF/氯仿混合溶液與硝酸銀水溶液形成的液/液界面上的吸附和自組裝行為、1

3、，6-己二胺（DAH）引起的膜中聚合物交聯(lián)、薄膜的催化活性和熱敏性。
　　1.PS-b-P2VP在液/液界面上的吸附和自組裝行為
　　室溫下，使?jié)舛炔煌穆冉鹚崴芤号c具有不同分子量的PS-b-P2VP的氯仿溶液形成液/液界面。聚合物在液/液界面上吸附并與水相中的氯金酸相結(jié)合，通過進(jìn)一步的自組裝，最終形成了復(fù)合薄膜。研究表明，這些薄膜的的形貌和結(jié)構(gòu)與氯金酸的濃度和聚合物的分子量有關(guān):對某一聚合物而言，濃度高時形成了由微膠囊構(gòu)

4、成的多層泡沫狀薄膜，有些微膠囊壁上嵌有界面膠團(tuán);濃度降低到一定程度時形成了蜂巢結(jié)構(gòu);濃度繼續(xù)降低，形成了由納米線構(gòu)成的漁網(wǎng)狀或迷宮狀的結(jié)構(gòu)。不同分子量的聚合物形成上述結(jié)構(gòu)時所用的氯金酸水溶液的濃度也有所不同。這些結(jié)構(gòu)都是吸附在界面上的分子自組裝的結(jié)果。之所以形成了多種不同的結(jié)構(gòu)，是由于不同條件下聚合物分子具有不同的界面吸附和自組裝行為，包括吸附速度的快慢、界面濃度的高低、分子間相互作用的強(qiáng)弱等。我們探討了這些結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理，并研究了其用

5、于異相催化反應(yīng)時的催化性能。
　　2.P4VP-b-PS-b-P4VP在液/液界面上的吸附和自組裝行為
　　室溫下，使聚合物P4VP-b-PS-b-P4VP的氯仿溶液分別與含硝酸銀、氯鉑酸、乙酸鋅、乙酸鎘和乙酸汞的水溶液形成液/液界面。借助于聚合物在界面上的吸附、與無機(jī)組分間的相互作用（包括配位和靜電吸引）和進(jìn)一步的自組裝形成了復(fù)合薄膜。TEM觀察表明，薄膜呈現(xiàn)出不同的形貌，包括納米球陣列、泡沫、平行納米線、螺旋狀納米線等，

6、說明薄膜的結(jié)構(gòu)與無機(jī)組分相關(guān)。這可歸因于不同的無機(jī)組分與聚合物之間相互作用的方式和強(qiáng)度的差異。運(yùn)用XPS研究了薄膜的組成。含有銀和鉑的復(fù)合薄膜對硝基化合物的還原有高的催化活性。含有鋅、鎘、汞的復(fù)合薄膜經(jīng)硫化氫處理后，由XPS和UV-vis光譜可知，形成了硫化物納米簇。
　　3.通過乳液液滴誘導(dǎo)、液/液界面上的吸附和組裝形成的熱敏性復(fù)合薄膜
　　室溫下，以硝酸銀水溶液為上相，PS-b-PAA-b-PS或PS-b-PAA-b-P

7、S/1，6-己二胺(DAH)的DMF/氯仿混合溶液為下相形成液/液界面。由于DMF與水相混溶，借助于所謂的“烏佐效應(yīng)(ouzo effect)”，下相自發(fā)乳化而形成油包水(W/O)型的乳液。油相中的的聚合物分子或者與DAH反應(yīng)后交聯(lián)的聚合物分子吸附在水滴表面并與水滴中的銀離子相結(jié)合，借助于乳液液滴的模板作用形成了微膠囊。微膠囊在平的液/液界面上進(jìn)一步吸附聚集，最終形成了泡沫狀薄膜。透射電子顯微鏡(TEM)觀察發(fā)現(xiàn)，泡沫結(jié)構(gòu)的壁上均勻分布