磁性聚合物納米復(fù)合材料的光譜特性研究.pdf

1、目前，有機(jī)高分子/無機(jī)材料復(fù)合的納米材料尤其是磁性高分子材料已成為納米材料中備受關(guān)注的領(lǐng)域。磁性高分子材料是納米四氧化三鐵和高分子化合物或聚合物復(fù)合的一種新型的功能材料，近二十年來一直是人們的研究熱點之一。四氧化三鐵作為一種具有很強(qiáng)磁性質(zhì)的無機(jī)物粒子，其磁性質(zhì)取決于粒子尺寸，納米粒子往往能夠展示出許多不同于宏觀固體材料的性質(zhì)。磁性聚合物納米復(fù)合材料的制備已經(jīng)成為人們研究重要方向。磁性高分子材料在細(xì)胞分離、顏料、催化、包覆、絮凝、調(diào)色等諸

2、多的領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本論文制備了磁性四氧化三鐵納米粒子與聚苯乙烯共混體系，分三個部分對共混體系結(jié)構(gòu)、磁性、光譜特性以及界面特性進(jìn)行研究。 第一部分我們通過水熱合成共沉淀法制備了磁性Fe304納米粒子并針對Fe3O4在分散相的容易聚集現(xiàn)象，采用偶聯(lián)劑改性的方法使之更加容易分散在界面相里。對產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、粒徑、磁性能的表征，分析了反應(yīng)機(jī)理。透射電鏡照片顯示納米粒子粒徑在7nm，X-射線衍射結(jié)果顯示納米粒子晶形單一，磁性能測定顯

3、示納米四氧化三鐵的剩磁和矯頑力均為零，具有超順磁性，具有很高的理論研究和實際應(yīng)用價值。 第二部分我們在制備分散穩(wěn)定的四氧化三鐵磁流液的基礎(chǔ)上，用共混法制備磁性高分子材料溶液。并采用紫外吸收光譜、熒光光譜和共振散射光譜探討了磁場、配比等因素對磁性高分子材料性能的影響。發(fā)現(xiàn)隨著Fe3O4加入量的變大，F(xiàn)e3O4的電子與PS的苯環(huán)共軛體系的π電子云發(fā)生一定程度的重疊，形成類似超共軛效應(yīng)的體系，使π-n躍遷能量降低；Fe3O4中的-OH

4、作為助色團(tuán)，發(fā)生p-π共軛效應(yīng)，使電子的活動范圍增大，易激發(fā)，π-π*躍遷紅移。PS的特征熒光峰強(qiáng)度下降可能是分子與Fe3O4晶格間的相互作用，以熱的形式失掉部分能量，屬于振動弛豫，無輻射躍遷；由于Fe3O4的順磁性促進(jìn)了體系跨越，使激發(fā)態(tài)的熒光分子轉(zhuǎn)成三線態(tài)，從而引起熒光猝滅；同時應(yīng)該還有能量轉(zhuǎn)移的非輻射過程存在。同時我們合成的磁性聚合物納米復(fù)合材料的對磁性的非常好的響應(yīng)性。 第三部分我們制備了磁性聚合物納米復(fù)合材料的薄膜并通

5、過紫外吸收光譜、熒光光譜和共振散射光譜探討了配比對磁性高分子材料性能的影響。PS薄膜的紫外吸收峰在260nm，熒光峰位置在325nm。隨著Fe3O4/PS磁性聚合物納米復(fù)合材料薄膜中Fe3O4比例的增大，PS的紫外吸收強(qiáng)度下降，熒光光譜中325nm處的熒光峰降低。隨著溫度的升高，F(xiàn)e3O4/PS磁性聚合物納米復(fù)合材料薄膜的熒光強(qiáng)度不斷的降低，單體峰消失，新增295nm處的肩峰，并且峰位置發(fā)生紅移，共振光散射峰強(qiáng)度不斷的降低，峰位置也發(fā)生