納米銀及其聚合物復(fù)合材料的制備與光子學(xué)性質(zhì).pdf

1、本文立足于功能性納米銀及其復(fù)合材料設(shè)計與制備，并進一步對納米復(fù)合粒子與聚合物基形成的納米銀復(fù)合材料的光子學(xué)性質(zhì)進行研究。具體的過程與結(jié)果如下： 通過可逆加成-裂解鏈轉(zhuǎn)移法(ReversibleAddition-fragmentationTransfer,RAFT)制備嵌段聚合物PDMAEMA-b-PPA，分子量為24500g/mol，分布為1.10。此嵌段聚合物在水溶液中隨著pH值增加，形成膠束-線團-膠束構(gòu)象變化。這些膠束或線

2、團結(jié)構(gòu)的聚合物可以作為納米銀形成的模版，納米銀的尺寸由膠束或線團里孔穴尺寸決定，當(dāng)pH值為2.6、8.9和12.5的時候，PDMAEMA-b-PPA形成的膠束或線團尺寸分別為35nm、47nm和12nm，相應(yīng)所制備得到的納米銀尺寸分別為35nm、12nm和12nm。 通過N,N-乙基雙丙烯酰胺(N，N’-methylenebis-acrylamide，MBA)的雙鍵與1-代丙基胺環(huán)己二胺(N-aminoethylpiperazi

3、ne，AEPZ)的一級和二級胺上的活潑氫加成制備得到超支化聚酰胺，分子量與分布分別為1432g/mol和1.53。以此聚合物為模版來制備納米銀，簡單調(diào)控反應(yīng)溫度與硝酸銀質(zhì)量能控制得到單分散大尺寸(＞5nm)納米銀，當(dāng)硝酸銀為4、8、10和12μg，獲得的納米銀尺寸分別為9.7nm、19.5nm、37.2nm和14.6mn；當(dāng)反應(yīng)溫度分別為40、50、60和70℃，納米銀尺寸分別為8.8nm、12.3、29.1nm和15.5nm。

4、 三氟甲基乙酰噻吩丙酮(Trifluorothenoyl-acetone，TTA)存在下用NaH4B還原AgNO3制備得到納米銀，尺寸約為21.0nm。在甲基丙烯酸甲酯(MMA)溶液中，研究納米銀的濃度對Eu(DBM)3·2H2O(Dibenzoylmethane，DBM)和Eu(TTA)3·2H2O化合物的熒光性質(zhì)的影響。Eu(DBM)3·2H2O化合物熒光強度隨著納米銀的量增加而減弱；Eu(TTA)3·2H2O化合物熒光強度隨著納米

5、銀的量增加，先增加后減小。這種現(xiàn)象歸結(jié)為稀土化合物配體的不同結(jié)構(gòu)，Eu(TTA)3·2H2O化合物因為TTA帶有-S-基團，可以與納米銀產(chǎn)生相互的吸引力而靠近納米粒子表面獲得表面等離子熒光增強效應(yīng)；Eu(DBM)3·2H2O因為沒有與納米銀相互作用的功能性基團，得不到表面熒光增強效應(yīng)。 在Eu(TTA)3·2H2O化合物存在下，用NaH4B還原AgNO3制備得到Eu(TTA)3·2H2O/銀的復(fù)合粒子，尺寸約21.5nm，稀土化

6、合物Eu(TTA)3·2H2O是以J-聚集的形式吸附在納米銀的表面。復(fù)合粒子具有很高的熒光性能，熒光壽命和量子產(chǎn)率分別達(dá)到0.368ms和21％，這主要歸功于Eu(TTA)3·2H2O化合物獲得了納米銀的表面熒光增強效應(yīng)和Eu(TTA)3·2H2O化合物與納米銀之間低的能量傳遞。 合成了一種新型的二酮化合物Eu(TPA)3·2H2O，帶有-S-功能性基團，不僅與貴重金屬有相互作用力，其熒光壽命與量子產(chǎn)率分別為0.829ms和61

7、％，這種高熒光性能主要來之于H2O引入，使苯基乙酰噻吩丙酮(TPA)能級發(fā)生了改變增加了吸收光子的效率引起的。 采用RAFT聚合方法合成了PMMA，分子量是23400g/mol，分布是1.09。在此PMMA存在下，用DMF加熱原位還原AgNO3，得到納米銀溶膠，尺寸約為10.0nm，用這種銀溶膠成膜獲得了摻雜均勻分散性很好的PMMA/銀復(fù)合薄膜材料。通過Z-Scan方法獲得了復(fù)合材料的三階非線性系數(shù)，隨著摻雜納米銀的量增加而增加

8、，當(dāng)摻雜濃度達(dá)到2.4％的時候，為6.22×10-9esu；摻雜濃度為0.8％的時候，理論上是可以作為光開關(guān)材料，這主要是有納米銀三階非線性吸收與三階非線性折射率競爭的結(jié)果。 通過直接分散法制備得到PMMA/銀/RodamineB復(fù)合薄膜材料。納米銀對PMMA中RodamineB熒光有表面等離子增強效應(yīng)，且隨著摻雜的納米銀濃度提高，增強的越多，當(dāng)濃度為3.5μg/ml，熒光強度增強了7倍。通過m線測試方法，結(jié)果顯示這種復(fù)合材料還