以水溶性聚合物刷为模板合成银纳米粒子

摘要

本论文通过结合原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)活性聚合和目前被广泛使用的“点击化学”(Click Chemistry)的方法合成了水溶性的主链和支链均为聚丙烯酸叔丁酯(PtBA)的高分子刷,该高分子刷支链上所带有的酯基在酸性条件下水解后得到了羧基功能性基团,由于羧基与银有极强的配位能力,我们又以其为模板制备了形貌可控,尺寸很小银纳米粒子,而且还通过改变分子刷主、支链的分子量及使用不同的还原剂还原研究银纳米粒子形貌的变化和紫外、荧光等光学性质。具体的研究内容如下:
　　 1.通过ATRP的活性聚合方法制备了分子量分布窄、不同分子量的聚丙烯酸叔丁酯,凝胶渗透色谱(GPC)测试结果显示其分子量分布在1.05-1.10之间。
　　 2.对聚丙烯酸叔丁酯进行化学修饰分别得到了带有侧炔基的分子刷主链与端基为叠氮基的聚丙烯酸叔丁酯支链。用FT-IR、1H NMR和GPC对产物进行表征。
　　 3.通过“Click Chemistry”把主链与支链偶合得到了聚合物高分子刷,在水解后该分子刷具有很好的水溶性,而且发现随着支链分子量的增加,分子刷的水溶性会有明显改善,可以调控的pH值范围也会扩大。
　　 4.以不同分子量的聚合物高分子刷为模板,用不同的还原方法还原制备银纳米粒子。研究发现用同一模板、不同的还原方法得到的银纳米粒子粒径大小以及形貌都有一定的差别；而用同一种还原方法、不同的模板得到银纳米粒子的粒径大小差别不是很大。
　　 5.在用365 nm紫外灯照射还原时,得到了具有浅蓝色荧光的银纳米粒子。对其荧光性质研究发现,随着紫外灯照射还原时间的延长,荧光强度逐渐减弱。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 纳米体系简介

1.2.1 纳米科技与纳米材料

1.2.2 纳米材料的基本性质

1.2.3 纳米材料的制备方法

1.2.4 纳米材料的应用与前景

1.3 聚合物分子刷简介

1.3.1 聚合物刷的定义

1.3.2 聚合物刷的合成

1.3.3 聚合物刷的应用

1.4 原子转移自由基聚合(ATRP)

1.4.1 原子转移自由基聚合简介

1.4.2 原子转移自由基聚合的基本原理

1.4.3 ATRP常用的催化体系

1.4.4 ATRP引发体系

1.4.5 ATRP在高分子设计合成中的应用

1.5 点击化学(CLICK CHEMISTRY)

1.5.1 Click Chemistry的提出以及其特征

1.5.2 Click Chemistry的类型

1.5.3 Click Chemistry的应用

1.6 课题的提出

第二章 高分子刷的合成

2.1 引言

2.2 实验中用到的试剂与仪器

2.2.1 试剂原料

2.2.2 反应装置和设备

2.2.3 测试用仪器设备

2.2.4 实验用试剂以及原料的处理

2.3 实验步骤

2.3.1 聚合物分子刷的合成

2.3.2 分子刷主链的合成

2.3.3 分子刷侧链的合成

2.3.4 通过“click chemistry”合成高分子刷

2.4 结果与讨论

2.4.1 聚合物分子刷主链的合成

2.4.2 聚合物分子刷侧链的合成

2.4.3 通过Click Chemistry合成高分子刷

2.4.4 聚合物刷的水解

2.5 本章小结

第三章 银纳米粒子的制备

3.1 引言

3.2 实验中用到的试剂与仪器

3.2.1 试剂原料

3.2.2 试验用装置与设备

3.2.3 实验用装置与设备

3.2.4 实验中所用试剂以及容器说明

3.3 实验步骤

3.3.1 以硼氢化钠为还原剂制备银纳米粒子

3.3.2 以水合肼为还原剂制备银纳米粒子

3.3.3 用紫外光照还原制备银纳米粒子[66-67]

3.4 结果与讨论

3.4.1 以硼氢化钠为还原剂制备银纳米粒子

3.4.2 以水合肼为还原剂制备银纳米粒子

3.4.3 用紫外光照还原制备银纳米粒子

3.5 本章小结

结论与展望

参考文献

附录

致谢