雙重-三重響應性復合微球的制備與性能研究.pdf

1、近年來,由于環(huán)境響應性材料在藥物傳輸,生物傳感,化學分離,細胞培養(yǎng),酶固定化,以及生物電催化等領域的潛在應用而受到廣泛學者的關注。在眾多的環(huán)境響應性聚合物中,溫度響應性和磁響應性聚合物尤其受到學者的青睞,這是由于溫度的變化很容易靠人工實現(xiàn)和控制,并且具有磁響應性的材料,很容易通過外加磁場進行靶向定位,也容易從溶液中分離。因此使得磁響應性和溫度響應性聚合物具有很好的應用前景。與傳統(tǒng)的單一響應性材料相比,具有雙(多)重響應型聚合物微球已成為

2、目前智能材料的重要研究方向之一。
　　 本論文基于這樣的一個研究背景,以四氧化三鐵和溫敏聚合物N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)作為研究核心,通過無皂乳液聚合方法制備得到了具有多重響應性的核/殼結(jié)構(gòu)的磁性微球,并對其結(jié)構(gòu),形貌和響應性進行了研究,具體內(nèi)容如下:
　　 通過溶劑熱法制備Fe3O4納米粒子,討論不同反應時間和反應溫度對Fe3O4納米粒子的影響。并對Fe3O4納米粒子進行表面改性,然后用無皂乳液聚合方法通過氫鍵作

3、用將Fe3O4與NIPAM復合在一起,制備了Fe3O4@SiO2@PNIPAM磁性微球。通過TEM和SEM分析了微球的形貌,FT-IR和XRD分析了微球的結(jié)構(gòu)和官能團,DLS和VSM分析了微球的磁性和溫敏性性能。并且分別討論了不同交聯(lián)度和不同PNIPAM殼層厚度對復合微球的溫敏性的影響。研究發(fā)現(xiàn)Fe3O4@SiO2@PNIPAM磁性微球為明顯的核/殼結(jié)構(gòu),為球形,具有大的比飽和磁化強度和溫敏性。并且微球的交聯(lián)密度越低,PNIPAM殼層越

4、厚,微球的體積相轉(zhuǎn)變過程越明顯。
　　 以Fe3O4@SiO2@PNIPAM微球為基礎,通過在PNIPAM微凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上原位形成單質(zhì)Ag,從而制備出具有磁性,溫敏性和催化性質(zhì)的Fe3O4@SiO2@PNIPAM-Ag三重響應性核/殼結(jié)構(gòu)微球。對其形貌,結(jié)構(gòu),性能和形成過程進行了分析,討論了不同Ag負載量對微球催化效果和溫敏性的影響,并討論了溫度對微球催化性能的影響。研究表明在一定范圍內(nèi),隨著Ag負載量的增加,微球的溫敏性減弱,

5、溶脹率降低,催化效果增強。并且不同催化溫度條件下的Fe3O4@SiO2@PNIPAM-Ag微球的催化效果,可以分為三個區(qū)間。
　　 再次以Fe3O4@SiO2@PNIPAM微球為模板,通過對TiO2進行雙鍵修飾,使TiO2與Fe3O4@SiO2@PNIPAM復合在一起,合成具有磁性,溫敏性和光催化性質(zhì)的Fe3O4@SiO2@PNIPAM-TiO2三重響應性微球。通過TEM,DLS,VSM等分析表明:Fe3O4@SiO2@PNIP