模板法宏量制備納米酚醛樹脂基復(fù)合材料及功能化研究.pdf

1、聚合物納米結(jié)構(gòu)材料擁有獨(dú)特的物理及化學(xué)性質(zhì)，在人們的日常生活中發(fā)揮著非常重要的作用。酚醛樹脂(PFR)，作為一種傳統(tǒng)的高分子材料，近年來隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，探索新的方法制備新的納米酚醛樹脂基復(fù)合材料也成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。為改善此類材料的性能和拓展其實(shí)際應(yīng)用，我們發(fā)展了模板誘導(dǎo)宏量合成的方法分別制備出系列一維苯酚甲醛樹脂基納米材料和三維間苯二酚-甲醛樹脂(RF)/氧化石墨烯(GO)復(fù)合氣凝膠材料?；谏鲜霾牧希覀兎謩e對其進(jìn)行了功能

2、化探索研究，研究了此類新材料在環(huán)境，生物，能源等方面的應(yīng)用。取得的主要研究結(jié)果總結(jié)如下:
　　1.建立了一維納米模板誘導(dǎo)水熱聚合宏量制備系列一維酚醛樹脂基納米材料的新方法。通過采用不同的一維納米材料為模板[超細(xì)碲(Te)納米線、短的碲納米棒和銀納米線）]，合成出多種以PFR為殼層的納米電纜結(jié)構(gòu)。其中，對于Te@PFR納米電纜，我們詳細(xì)研究了反應(yīng)物濃度、時(shí)間以及溫度對最終產(chǎn)物形貌的影響，從而經(jīng)過分析提出了它們的合成機(jī)理。此外，利用氫

3、氧化鈉水溶液去除中心的碲核后，可以得到純的PFR納米纖維。這些研究都為這種一維酚醛樹脂基納米材料的后續(xù)應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　2.探索了一維酚醛樹脂基納米材料的在污水處理、光熱治療、構(gòu)筑超疏水自清潔涂層等方面的多功能應(yīng)用研究。純的PFR納米纖維由于表面含有豐富的含氧基團(tuán)(OH)、苯環(huán)和含氮基團(tuán)等官能團(tuán)，因此它們對剛果紅染料和重金屬六價(jià)鉻離子具有很優(yōu)異的吸附性能。同時(shí)利用抽濾的方法，可以制得相應(yīng)的PFR納米纖維膜，經(jīng)過研究，我們

4、發(fā)現(xiàn)它們在流動(dòng)相溶液中也可以很高效的去除剛果紅染料。通過實(shí)驗(yàn)證明了我們合成出的這種新型的PFR納米纖維在水污染處理方面具有潛在的應(yīng)用前景;另一方面，我們通過氯金酸根與碲納米線的模板置換反應(yīng)，制備出了一種具有出色光熱治療效果的豌豆莢狀A(yù)u@PFR納米纖維;此外，基于合成出的PFR納米項(xiàng)鏈的特殊形貌，同時(shí)利用它們在水溶液中良好的分散性，我們發(fā)展了一種噴涂的技術(shù)在不同基底上構(gòu)筑超疏水表面。
　　3.建立了模板誘導(dǎo)聚合法宏量制備一系列新型

5、間苯二酚甲醛樹脂-氧化石墨烯(RF-GO)復(fù)合氣凝膠的新技術(shù)。在合成過程中，氧化石墨烯片起著模板骨架的作用，金屬離子（Co2+，Ni2+，或Ca2+）則是作為催化劑和連接劑。通過改變反應(yīng)條件，我們可以對這種氣凝膠的表觀密度和力學(xué)性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。特別地，在合適的反應(yīng)條件下，我們可以制備出一種高度可壓縮的RF-GO-金屬氣凝膠，相比于傳統(tǒng)的脆性RF氣凝膠，這種新型的復(fù)合氣凝膠能夠耐受高達(dá)80％的壓縮形變，并且釋放壓力之后就可以快速恢復(fù)至初始形

6、貌。它們這種優(yōu)異的力學(xué)性能歸功于反應(yīng)中引入的氧化石墨烯和金屬離子的協(xié)同效應(yīng)。利用這種氣凝膠超高的可壓縮性能，我們探索了它們作為一種固體吸附劑在污水處理方面的應(yīng)用。
　　4.基于上述合成的RF-GO-Co復(fù)合氣凝膠，通過高溫裂解的方法制備出一種新穎的具有超低密度(9mg/cm3)和超順磁性的鈷摻雜碳?xì)饽z，并且發(fā)現(xiàn)它們在溢油處理和電催化方面具有優(yōu)異的性能。這種碳?xì)饽z主要由厚度為50nm的相互連接的片層結(jié)構(gòu)組成。超低密度和疏水性質(zhì)導(dǎo)