模板法宏量制備納米酚醛樹(shù)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(shù)脂(PFR)，作為一種傳統(tǒng)的高分子材料，近年來(lái)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(shù)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(shù)脂基納米材料和三維間苯二酚-甲醛樹(shù)脂(RF)/氧化石墨烯(GO)復(fù)合氣凝膠材料?；谏鲜霾牧?，我們分別對(duì)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(shù)脂基納米材料的新方法。通過(guò)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(duì)于Te@PFR納米電纜，我們?cè)敿?xì)研究了反應(yīng)物濃度、時(shí)間以及溫度對(duì)最終產(chǎn)物形貌的影響，從而經(jīng)過(guò)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(shù)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(shù)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(duì)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(guò)研究，我們

4、發(fā)現(xiàn)它們?cè)诹鲃?dòng)相溶液中也可以很高效的去除剛果紅染料。通過(guò)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(guò)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?cè)谒芤褐辛己玫姆稚⑿?，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(shù)脂-氧化石墨烯(RF-GO)復(fù)合氣凝膠的新技術(shù)。在合成過(guò)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(guò)改變反應(yīng)條件，我們可以對(duì)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(guò)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?cè)谝缬吞幚砗碗姶呋矫婢哂袃?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)