聚合物功能化金納米粒子的制備及傳感器研究.pdf

1、金納米粒子（GNPs）由于其具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于光學(xué)、催化、電學(xué)、生物傳感等方面。結(jié)合高分子聚合物良好的熱力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性以及GNPs的特殊性質(zhì)，設(shè)計(jì)和制備聚合物穩(wěn)定的GNPs以及研究其性能和應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)。通過(guò)親水性高分子負(fù)載 GNPs，能較大的提高 GNPs在水中的穩(wěn)定性并且能賦予材料新的功能。基于上面的背景介紹和新的發(fā)展趨勢(shì)，本論文內(nèi)容主要分為下面四部分來(lái)介紹：
　　(1)聚甲基丙烯酸單層保護(hù)金納米粒子選

2、擇性循環(huán)檢測(cè) Cr3+。首先通過(guò)檸檬酸鈉還原法，獲得尺寸均勻的 GNPs。通過(guò)聚甲基丙烯酸的硫醇端基與金的強(qiáng)耦合作用，獲得聚甲基丙烯酸單層保護(hù)的金納米粒子（ PMAA-@-GNPs）。PMAA-@-GNPs在 Cr3+的誘導(dǎo)下，溶液顏色從酒紅色變?yōu)樽仙⒖扇庋圩R(shí)別。透射電鏡（TEM）結(jié)果證實(shí)這種變化是由于 Cr3+交聯(lián)羧基使聚合物發(fā)生收縮，并誘導(dǎo)GNPs的聚集。對(duì)比Cr3+與Pb2+，Hg2+，Mg2+，Cu2+，Zn2+，Na+，Ni

3、2+， Fe3+，Cd2+，K+和 Fe2+溶液顏色的變化，證實(shí)了此體系具有一定的選擇性。用乙二胺四乙酸（EDTA）奪去交聯(lián)的 Cr3+，使 PMAA-@-GNPs的吸收峰恢復(fù)并可循環(huán)檢測(cè)Cr3+。
　　(2) pH-溫度響應(yīng)性嵌段共聚物保護(hù)的金納米粒子的聚集行為。通過(guò)具有硫醇端基的聚甲基丙烯酸-b-聚異丙基丙烯酰胺（PMAA-b-PNIPAM）和聚異丙基丙烯酰胺-b-聚甲基丙烯酸（PNIPAM-b-PMAA）與金的強(qiáng)耦合作用，獲

4、得嵌段共聚物保護(hù)的 GNPs（PMAA-b-PNIPAM-@-GNPs和 PNIPAM-b-PMAA-@-GNPs）。由于 PNIPAM和 PMAA在 GNPs表面的位置不同，而使得嵌段共聚物保護(hù)的GNPs具有 pH-溫度響應(yīng)性。結(jié)果顯示，由于外殼層聚合物變?yōu)槭杷远鴮?dǎo)致粒子間發(fā)生顯著聚集。然而，當(dāng)外殼層聚合物保持良好的親水性時(shí)， pH-溫度的變化對(duì)殼質(zhì)層的影響很小。
　　(3)陰離子-溫度響應(yīng)性嵌段共聚物的合成及自組裝。通過(guò)可逆

5、加成鏈轉(zhuǎn)移聚合（RAFT）制備了雙親水型離子液嵌段共聚物：聚異丙基丙烯酰胺-b-聚1-甲基-3-（2-甲基丙烯酰氧丙基）咪唑溴（PNIPAM-b-PMMPImB）。研究發(fā)現(xiàn)，在疏水性陰離子(CF3SO2)2N-的誘導(dǎo)下，PMMPImB嵌段由親水轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，自組裝形成以 PMMPImB-(CF3SO2)2N-為核， PNIPAM為殼的核殼膠束。另外， PNIPAM-b-PMMPImB能發(fā)生熱致相分離，自組裝形成以 PNIPAM為核， PM

6、MPImB為殼的核殼膠束。由于離子液鏈段的影響，使 PNIPAM的熱響應(yīng)變寬，LCST升高。
　　(4)聚離子液負(fù)載金納米粒子水凝膠的制備及陰離子響應(yīng)性。通過(guò)咪唑基離子液?jiǎn)误w與二乙烯苯的自由基聚合制備了聚離子液水凝膠，并通過(guò)一步還原得到了離子液水凝膠負(fù)載金納米粒子的復(fù)合材料。用 UV-vis光譜和 TEM，研究了GNPs在離子液水凝膠內(nèi)部的分散狀態(tài)及陰離子響應(yīng)性聚集。結(jié)果表明，由于空間位阻和靜電作用，制得的GNPs的表面等離子共振