聚苯乙烯-b-聚丙烯酸-金屬-金屬氧化物納米粒子的制備與自組裝.pdf

1、本文主要研究了兩親性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸（PS-b-PAA）與納米粒子自組裝形成復(fù)合膠束及膠束形態(tài)的調(diào)控。首先利用熱裂解法來(lái)制備無(wú)機(jī)納米粒子，其中包括兼具近紅外效應(yīng)和磁性的啞鈴型 Au-Fe3O4納米粒子以及高比表面積的二氧化鈦納米粒子，并詳細(xì)研究了二氧化鈦納米片對(duì)有機(jī)染料的吸附和催化性能。其次研究了聚苯乙烯-b-聚丙烯酸進(jìn)行巰基功能化修飾，并探討功能化前后聚苯乙烯-b-聚丙烯酸在稀溶液內(nèi)自組裝產(chǎn)物形態(tài)的變化。最后研究了聚苯

2、乙烯-b-聚丙烯酸與納米粒子自組裝形成復(fù)合膠束，形成復(fù)合膠束的方法主要有原位法和離位法兩種。原位法主要研究的是五羰基鐵在聚苯乙烯-b-聚丙烯酸/1,4二乙基苯稀溶液中熱裂解直接形成復(fù)合膠束；離位法主要研究的是聚苯乙烯-b-聚丙烯酸與Au-Fe3O4納米粒子通過(guò)加不良溶劑形成復(fù)合膠束。
　　（1）研究了熱裂解法制備納米粒子。本文在油胺體系內(nèi)利用熱分解一步法大規(guī)模制備TiO2納米片材料。反應(yīng)體系中鈦酸異丙酯（TTIP）用作前軀體，油胺

3、（OM）作為一種易去除，環(huán)保且低成本的配體，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)體系中TTIP和OM的摩爾比來(lái)實(shí)現(xiàn) TiO2納米粒子的形貌的精細(xì)控制。氮?dú)馕浇Y(jié)果表明所制備的納米粒子的比表面積可高達(dá)378 m2/g，利用這種方法制備的二氧化鈦納米片在紫外光照射下可以高效地催化亞甲基藍(lán)染料的降解。與此同時(shí)，我們還利用熱裂解法成功地合成了啞鈴型金-四氧化三鐵納米粒子和量子尺寸的球形 Au-FeFe2O4納米粒子，有望應(yīng)用于藥物傳輸、光電傳感及防曬化妝品等領(lǐng)域。

4、
　?。?）選用對(duì)羥基苯硫酚（HTP）與聚苯乙烯-b-聚丙烯酸大分子鏈上的羧基進(jìn)行部分酯化反應(yīng)，形成側(cè)鏈懸掛巰基（-SH）的功能化聚苯乙烯-b-聚丙烯酸大分子鏈（PS-b-PAA-g-HTP），并研究改性前后的大分子鏈在溶液中的自組裝行為。PS-b-PAA嵌段共聚物的PAA段含有很多羧基，能與HTP的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，從而使聚合物帶上部分巰基，羧基數(shù)目也相應(yīng)減少，從而調(diào)控嵌段共聚物在溶液中的物理狀態(tài)，這種修飾方法是對(duì)聚丙烯酸嵌段進(jìn)

5、行修飾而不是簡(jiǎn)單的端基修飾，能夠自組裝形成新型功能化材料。在研究嵌段共聚物自組裝行為時(shí)，將PS-b-PAA-g-HTP溶解在三氯甲烷和二甲基亞砜組成的混合溶劑的稀溶液中，并通過(guò)揮發(fā)三氯甲烷改變?nèi)軇┙M成使聚苯乙烯與溶劑之間的相互作用力較小發(fā)生微相分離，從而形成聚苯乙烯為核、聚丙烯酸為殼的蠕蟲狀膠束結(jié)構(gòu)，純PS-b-PAA則形成球形膠束。PS-b-PAA-g-HTP和PS-b-PAA均溶于1,4-二氧六環(huán)，在溶液中滴加超純水并透析，前者形成

6、多孔性的球形膠束，后者形成普通球形膠束。
　　（3）研究了聚苯乙烯-b-聚丙烯酸與納米粒子自組裝形成復(fù)合膠束。五羰基鐵加入聚苯乙烯-b-聚丙烯酸/1,4二乙基苯稀溶液中，在空氣或氮?dú)鈼l件下升溫使五羰基鐵裂解，然后在空氣中氧化形成PS-b-PAA包覆鐵的氧化物納米粒子的復(fù)合膠束。用同樣的方法在氮?dú)鈼l件下裂解，生成的單質(zhì)鐵進(jìn)一步與氯金酸中的金元素發(fā)生置換反應(yīng)，則形成 PS-b-PAA包覆金納米粒子與鐵的氧化物納米粒子的復(fù)合膠束。用離位