磁性聚合物納米復合材料的光譜特性研究.pdf

1、目前，有機高分子/無機材料復合的納米材料尤其是磁性高分子材料已成為納米材料中備受關注的領域。磁性高分子材料是納米四氧化三鐵和高分子化合物或聚合物復合的一種新型的功能材料，近二十年來一直是人們的研究熱點之一。四氧化三鐵作為一種具有很強磁性質(zhì)的無機物粒子，其磁性質(zhì)取決于粒子尺寸，納米粒子往往能夠展示出許多不同于宏觀固體材料的性質(zhì)。磁性聚合物納米復合材料的制備已經(jīng)成為人們研究重要方向。磁性高分子材料在細胞分離、顏料、催化、包覆、絮凝、調(diào)色等諸

2、多的領域有著廣泛的應用。本論文制備了磁性四氧化三鐵納米粒子與聚苯乙烯共混體系，分三個部分對共混體系結(jié)構(gòu)、磁性、光譜特性以及界面特性進行研究。 第一部分我們通過水熱合成共沉淀法制備了磁性Fe304納米粒子并針對Fe3O4在分散相的容易聚集現(xiàn)象，采用偶聯(lián)劑改性的方法使之更加容易分散在界面相里。對產(chǎn)物進行了結(jié)構(gòu)、粒徑、磁性能的表征，分析了反應機理。透射電鏡照片顯示納米粒子粒徑在7nm，X-射線衍射結(jié)果顯示納米粒子晶形單一，磁性能測定顯

3、示納米四氧化三鐵的剩磁和矯頑力均為零，具有超順磁性，具有很高的理論研究和實際應用價值。 第二部分我們在制備分散穩(wěn)定的四氧化三鐵磁流液的基礎上，用共混法制備磁性高分子材料溶液。并采用紫外吸收光譜、熒光光譜和共振散射光譜探討了磁場、配比等因素對磁性高分子材料性能的影響。發(fā)現(xiàn)隨著Fe3O4加入量的變大，F(xiàn)e3O4的電子與PS的苯環(huán)共軛體系的π電子云發(fā)生一定程度的重疊，形成類似超共軛效應的體系，使π-n躍遷能量降低；Fe3O4中的-OH

4、作為助色團，發(fā)生p-π共軛效應，使電子的活動范圍增大，易激發(fā)，π-π*躍遷紅移。PS的特征熒光峰強度下降可能是分子與Fe3O4晶格間的相互作用，以熱的形式失掉部分能量，屬于振動弛豫，無輻射躍遷；由于Fe3O4的順磁性促進了體系跨越，使激發(fā)態(tài)的熒光分子轉(zhuǎn)成三線態(tài)，從而引起熒光猝滅；同時應該還有能量轉(zhuǎn)移的非輻射過程存在。同時我們合成的磁性聚合物納米復合材料的對磁性的非常好的響應性。 第三部分我們制備了磁性聚合物納米復合材料的薄膜并通

5、過紫外吸收光譜、熒光光譜和共振散射光譜探討了配比對磁性高分子材料性能的影響。PS薄膜的紫外吸收峰在260nm，熒光峰位置在325nm。隨著Fe3O4/PS磁性聚合物納米復合材料薄膜中Fe3O4比例的增大，PS的紫外吸收強度下降，熒光光譜中325nm處的熒光峰降低。隨著溫度的升高，F(xiàn)e3O4/PS磁性聚合物納米復合材料薄膜的熒光強度不斷的降低，單體峰消失，新增295nm處的肩峰，并且峰位置發(fā)生紅移，共振光散射峰強度不斷的降低，峰位置也發(fā)生