雙重-三重響應(yīng)性復(fù)合微球的制備與性能研究.pdf

1、近年來(lái),由于環(huán)境響應(yīng)性材料在藥物傳輸,生物傳感,化學(xué)分離,細(xì)胞培養(yǎng),酶固定化,以及生物電催化等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用而受到廣泛學(xué)者的關(guān)注。在眾多的環(huán)境響應(yīng)性聚合物中,溫度響應(yīng)性和磁響應(yīng)性聚合物尤其受到學(xué)者的青睞,這是由于溫度的變化很容易靠人工實(shí)現(xiàn)和控制,并且具有磁響應(yīng)性的材料,很容易通過(guò)外加磁場(chǎng)進(jìn)行靶向定位,也容易從溶液中分離。因此使得磁響應(yīng)性和溫度響應(yīng)性聚合物具有很好的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)的單一響應(yīng)性材料相比,具有雙(多)重響應(yīng)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(gè)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(guò)無(wú)皂乳液聚合方法制備得到了具有多重響應(yīng)性的核/殼結(jié)構(gòu)的磁性微球,并對(duì)其結(jié)構(gòu),形貌和響應(yīng)性進(jìn)行了研究,具體內(nèi)容如下:
　　 通過(guò)溶劑熱法制備Fe3O4納米粒子,討論不同反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)Fe3O4納米粒子的影響。并對(duì)Fe3O4納米粒子進(jìn)行表面改性,然后用無(wú)皂乳液聚合方法通過(guò)氫鍵作

3、用將Fe3O4與NIPAM復(fù)合在一起,制備了Fe3O4@SiO2@PNIPAM磁性微球。通過(guò)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(tuán),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(duì)復(fù)合微球的溫敏性的影響。研究發(fā)現(xiàn)Fe3O4@SiO2@PNIPAM磁性微球?yàn)槊黠@的核/殼結(jié)構(gòu),為球形,具有大的比飽和磁化強(qiáng)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(guò)程越明顯。
　　 以Fe3O4@SiO2@PNIPAM微球?yàn)榛A(chǔ),通過(guò)在PNIPAM微凝膠網(wǎng)絡(luò)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(yīng)性核/殼結(jié)構(gòu)微球。對(duì)其形貌,結(jié)構(gòu),性能和形成過(guò)程進(jìn)行了分析,討論了不同Ag負(fù)載量對(duì)微球催化效果和溫敏性的影響,并討論了溫度對(duì)微球催化性能的影響。研究表明在一定范圍內(nèi),隨著Ag負(fù)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(qiáng)。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(gè)區(qū)間。
　　 再次以Fe3O4@SiO2@PNIPAM微球?yàn)槟０?通過(guò)對(duì)TiO2進(jìn)行雙鍵修飾,使TiO2與Fe3O4@SiO2@PNIPAM復(fù)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(yīng)性微球。通過(guò)TEM,DLS,VSM等分析表明:Fe3O4@SiO2@PNIP