多糖基凝膠光子晶體膜的制備及性能研究.pdf

1、光子晶體是一種新型光學(xué)結(jié)構(gòu)材料，其光子禁帶可以調(diào)制，如果光子禁帶波長(zhǎng)在可見(jiàn)光范圍，光子晶體結(jié)構(gòu)色就肉眼可見(jiàn)。將光子晶體鑲嵌在刺激響應(yīng)凝膠中，當(dāng)外界刺激物質(zhì)與凝膠發(fā)生相互作用，凝膠內(nèi)部的含水量和體積發(fā)生變化，導(dǎo)致光子晶體結(jié)構(gòu)色發(fā)生變化，光子晶體與響應(yīng)凝膠的結(jié)合廣泛應(yīng)用于傳感器領(lǐng)域。本文利用糖基天然高分子制備了兩種多重響應(yīng)的凝膠光子晶體膜，進(jìn)一步拓展了響應(yīng)凝膠光子晶體膜傳感器的制備及應(yīng)用。
　　首先采用非乳液聚合法將苯乙烯和丙烯酸共聚

2、，制備了單分散性好，粒徑均勻和高表面電荷的聚苯乙烯丙烯酸共聚微球分散液，探討了單體苯乙烯加入量和丙烯酸加入量對(duì)微球粒徑和微球表面電荷的影響。發(fā)現(xiàn)隨著單體苯乙烯加入量的增加，微球的粒徑逐漸增加；隨著丙烯酸加入量的增加，微球的粒徑先減小后增加，微球表面電荷呈先增加后減小。
　　選擇粒徑220 nm左右的聚苯乙烯微球制備三維光子晶體的模板，探討了溫度和聚苯乙烯丙烯酸共聚微球分散液濃度對(duì)模板的影響，發(fā)現(xiàn)40℃條件下組裝光子晶體膜厚度均一，

3、規(guī)整度最好；隨著分散液濃度的增加，光子晶體模板的反射光強(qiáng)度和龜裂脫落的程度都呈增加的趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的聚苯乙烯丙烯酸共聚微球分散液制備的光子晶體模反射光強(qiáng)度較強(qiáng)且不龜裂。
　　選擇羧甲基纖維素和羧化殼聚糖分別填充光子晶體模板，制備羧甲基纖維素凝膠光子晶體膜和羧化殼聚糖凝膠光子晶體膜，分別探討了填充物的濃度，NaOH溶液用量，交聯(lián)劑用量對(duì)制備凝膠光子晶體膜完整度以及溶脹程度的影響，羧甲基纖維素凝膠光子晶體膜的最優(yōu)制備條

4、件：1 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的羧甲基纖維素，10?L質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的NaOH溶液和5?L的乙烯砜交聯(lián)劑；羧化殼聚糖凝膠光子晶體膜的最優(yōu)制備條件：1g質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的羧化殼聚糖，10?L質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的NaOH溶液和10?L的體積分?jǐn)?shù)50%的乙烯砜乙醇溶液。根據(jù)兩種凝膠光子晶體膜的性質(zhì)，分別將羧甲基纖維素凝膠光子晶體膜應(yīng)用于溶液的pH，乙醇濃度以及Pb2+、Cd2+和Hg2+的濃度響應(yīng)研究，將羧化殼聚糖凝膠光子晶體膜應(yīng)用于溶液的pH和Pb2+、