響應(yīng)性表面活性劑自組裝及有序介孔材料制備.pdf

1、兩親性表面活性劑（包括兩親性小分子和兩親性嵌段共聚物）能夠自組裝形成膠束、囊泡等多種有序結(jié)構(gòu)。刺激響應(yīng)性自組裝材料由于在可控釋放、化學(xué)催化等的廣泛應(yīng)用已成為近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)，其特點(diǎn)在于具有響應(yīng)性的自組裝材料能對(duì)熱、光、pH等環(huán)境刺激做出迅速的響應(yīng)。與其他刺激手段相比，光具有遠(yuǎn)程操作、精確控制、非接觸等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因而具有光響應(yīng)智能特性的組裝材料的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值更高。同時(shí)，在光響應(yīng)體系中再引入熱或pH響應(yīng)性，使得材料具有多重響應(yīng)，可控因素

2、的多樣化擴(kuò)展了材料的應(yīng)用領(lǐng)域。隨刺激響應(yīng)性自組裝材料的研究的不斷深入，其應(yīng)用范圍逐漸向新的領(lǐng)域擴(kuò)展，如有序介孔材料的制備、納米微米反應(yīng)器等。
　　本論文首先以雙官能團(tuán)聚乙二醇(Br-PEO-Br)為引發(fā)劑，利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)制得了含偶氮苯(AZO)和N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)的兩親性三嵌段共聚物P(AZ O9-co-NI PAM9)-b-PEO48-b-P(AZ O9-co-NI PAM9)，并通過(guò)核磁共振(

3、1H-NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)等手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。該共聚物能夠在溶液中自組裝形成納米膠束，運(yùn)用透射電子顯微鏡(TEM)、熒光探針技術(shù)和動(dòng)態(tài)光散射(DLS)研究了膠束的形貌、粒徑及其在光或溫度刺激下的響應(yīng)行為。結(jié)果表明，該三嵌段共聚物膠束顯現(xiàn)出我們以往報(bào)道的二嵌段共聚物所不具有的光釋放行為:包覆有尼羅紅的膠束在多次紫外-可見光循環(huán)照射之后，熒光強(qiáng)度和初始狀態(tài)相比下降了大約40％，說(shuō)明尼羅紅在此過(guò)程中逐漸被釋放。而膠束的尺寸會(huì)隨

4、著溫度的升高而逐漸縮小。
　　本論文還合成了一種含偶氮苯的表面活性劑N，N，N-三甲基-6-(4'-乙氧基-4-偶氮苯)己氧基銨鹽(Me3A6AB2A)。以其作為模型化合物，初步探索了含偶氮苯的兩親化合物在有序介孔材料制備方面的應(yīng)用。我們發(fā)現(xiàn)以上述小分子表面活性劑為模板合成介孔材料時(shí)，紫外光照有助于合成尺寸均一的納米氧化硅復(fù)合材料。由于模板劑的正電荷和硅酸鹽表面負(fù)電荷的靜電力相互作用，模板劑能夠組裝形成棒狀的膠束，并且有序地形成徑

5、向分布的結(jié)構(gòu)。研究表明位于復(fù)合材料中的模板劑依然具有光響應(yīng)性，即在紫外光照射下偶氮苯基團(tuán)可以實(shí)現(xiàn)順?lè)串悩?gòu)轉(zhuǎn)變，從而引起分子尺寸和極性的變化。利用這個(gè)特性，在紫外光照射下、用水/乙醇混合溶液對(duì)模板劑進(jìn)行萃取，實(shí)現(xiàn)了模板劑的回收。去除了模板劑的氧化硅保留了尺寸均一的球形結(jié)構(gòu)（直徑為300 nm左右）和規(guī)則的納米孔道(孔徑為2.7 nm)，并且具有很高的比表面積（～381 m2/g）。另外，回收的模板劑能夠重復(fù)地用來(lái)合成介孔氧硅微球，所以這是