PAMAM樹(shù)狀大分子的合成及其在納米材料制備中的模板作用.pdf

1、聚酰胺.胺(PAMAM)樹(shù)狀大分子(Dendrimers)是80年代中期出現(xiàn)的一類(lèi)三維高度有序、可從分子水平上控制、設(shè)計(jì)分子大小、形狀、結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)的新型高分子材料。由于具有精確的分子結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的單分散性、分子內(nèi)存在大量的空腔以及表面含有大量的官能團(tuán)等特點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬離子配位、包埋與吸附，這些特點(diǎn)使其在納米材料的制備中顯示了良好的模板作用。PAMAM樹(shù)狀大分子在許多領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值，成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 本論文主要

2、開(kāi)展了以下工作: (1)采用發(fā)散式合成法，以乙二胺和丙烯酸甲酯為原料，通過(guò)重復(fù)Michael加成反應(yīng)和酰胺化反應(yīng)，合成了0.5-5.0代的PAMAM樹(shù)狀大分子產(chǎn)品，詳細(xì)考察了反應(yīng)溫度、投料比、反應(yīng)時(shí)間、原料的滴加順序、溶劑的用量等反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)率和純度的影響。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度、投料比、反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)率和純度影響較大；原料的滴加順序和溶劑的用量對(duì)產(chǎn)品純度有一定的影響。最終通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)摸索優(yōu)化了反應(yīng)條件，確定了合成各代PAMA

3、M產(chǎn)品的最佳反應(yīng)條件。 (2)分離提純是樹(shù)狀大分子制備中遇到的最大困難。根據(jù)聚酰胺.胺樹(shù)狀大分子與所在體系中其他成分在選擇性溶劑中的溶解度不同，通過(guò)選擇性溶劑萃取的方法對(duì)其進(jìn)行分離純化，取得了較好的結(jié)果。利用傅立葉紅外光譜、核磁共振、元素分析、高效液相色譜、紫外可見(jiàn)吸收光譜、熒光發(fā)射光譜等檢測(cè)手段對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行了表征分析。 (3)利用計(jì)算機(jī)分子動(dòng)力學(xué)模擬手段對(duì)2.0～5.0代PAMAM整代產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬和優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)

4、高代的PAMAM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐漸向球形發(fā)展，G5.0 PAMAM的結(jié)構(gòu)已經(jīng)接近球形。 (4)利用PAMAM樹(shù)狀大分子為模板制備了CdS、ZnS、La2S3、稀土氫氧化物等納米復(fù)合材料，考察了不同摩爾配比、不同代數(shù)、反應(yīng)溫度、溶劑以及陳化時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的影響。利用紫外可見(jiàn)吸收光譜、熒光發(fā)射光譜、激光粒度分析、透射電鏡等檢測(cè)手段對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行了檢測(cè)分析。發(fā)現(xiàn)整代聚酰胺.胺樹(shù)狀大分子的模板作用比半代的效果好?？刂品磻?yīng)條件可實(shí)現(xiàn)不同粒徑金屬硫化