層層自組裝構(gòu)筑漆酚基和酪氨酸基功能膜.pdf

1、本論文在對(duì)自組裝膜的發(fā)展歷史、自組裝技術(shù)進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，從分子設(shè)計(jì)的思想出發(fā)，選用具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性能的功能分子——-漆酚和酪氨酸作為組裝基元，以層層自組裝技術(shù)制備了五種新型的，具有高穩(wěn)定性的功能多層膜。研究工作主要涉及以下兩部分內(nèi)容： 第一部分，選擇漆酚作為組裝基元，利用漆酚中功能基團(tuán)酚羥基的活性，設(shè)計(jì)并構(gòu)筑三種具有不同結(jié)構(gòu)、形貌與性能的多層膜： (1)利用漆酚中酚羥基是典型的氫鍵給體的特點(diǎn)，以氫鍵為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)層層自

2、組裝技術(shù)構(gòu)筑具有三明治結(jié)構(gòu)的漆酚(U)/聚乙烯吡咯烷酮(PVPON)前驅(qū)膜，其中部分漆酚單體滲透在PVPON層間。然后利用漆酚單體在無(wú)光引發(fā)劑存在條件下可以發(fā)生快速光聚合的特點(diǎn)，通過(guò)紫外輻照，將三明治結(jié)構(gòu)的(PVPON/U)n前驅(qū)膜轉(zhuǎn)變成具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的(PVPON/PU)n多層膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光聚合后多層膜在保留前驅(qū)膜的有序性，表面平整性等特點(diǎn)下，硬度明顯提高。 (2)利用漆酚中酚羥基是良好的螯合配體，以配位鍵為驅(qū)動(dòng)力，通

3、過(guò)層層自組裝有效地構(gòu)筑表面光滑平整、具有熒光性能的漆酚鈦有序多層膜。同時(shí)，利用鈦對(duì)酚環(huán)的封閉作用提高膜的穩(wěn)定性，從而使該超薄多層膜具有耐熱、耐腐蝕等良好的穩(wěn)定性。 (3)采用分步自組裝的理念，構(gòu)筑漆酚基超疏水多層膜。首先利用漆酚苯環(huán)上相鄰的酚羥基與銅離子配位，在適當(dāng)條件下形成一定尺寸的漆酚銅螯合物納米顆粒；然后利用該納米顆粒上的活性基團(tuán)，以氫鍵和配位鍵為驅(qū)動(dòng)力構(gòu)建具有微米結(jié)構(gòu)PVPON/聚漆酚銅(PU-Cu)疏水多層膜；最后通過(guò)

4、引入S2-，在膜表面生長(zhǎng)CuS納米粒子，使膜表面形成微一納米級(jí)的二元結(jié)構(gòu)，接觸角達(dá)到152°，實(shí)現(xiàn)膜表面的超疏水化。 第二部分，利用酪氨酸與甲醛在堿性條件下的酚醛縮合反應(yīng)，合成水溶性功能聚合物酪氨酸縮甲醛(Tyr-Fal)。然后以Tyr-Fal為結(jié)構(gòu)單元，通過(guò)靜電力自組裝構(gòu)筑了兩種功能性的酪氨酸基多層膜： (1)利用Tyr-Fal與聚乙烯亞胺(PEI)間的靜電力構(gòu)筑了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、有序、能在紫外光照射下發(fā)出耀眼黃色熒光的聚乙

5、烯亞胺(PEI)/酪氨酸縮甲醛(Tyr-Fal)超薄膜。對(duì)多層膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能、層間光化學(xué)反應(yīng)、表面形貌及吸附品紅性能等展開研究，并以品紅為熒光探針，考察了(Tyr-Fal)/PEI多層膜對(duì)D，L-精氨酸對(duì)映體的手性識(shí)別功能。 (2)利用Tyr-Fal與溶膠-凝膠法制備的銳鈦礦型納米TiO2間的靜電力，通過(guò)層層自組裝的方法構(gòu)筑結(jié)構(gòu)有序、表面平整的Tyr-Fal/TiO2有機(jī)/無(wú)機(jī)多層膜，同時(shí)該膜保留了TiO2的光誘導(dǎo)超親水性能。