表面图案化有机-无机复合微球的微凝胶模板法制备研究

摘要

该论文利用微凝胶为模板,开展了以下几个方面的工作.(1)采用反相悬浮聚合法合成了包埋有pb<'2+>的PNIPAM微凝胶,利用微凝胶的限域和导向作用,通过外源沉积法缓慢通入硫化氢气体,制备了PNIPAM/PbS复合微球.利用扫描电子镜(SEM)、X-射线衍射分析和热重分析对复合微球的形貌、无机沉积物PbS的晶型和相对含量等进行了表征.实验表明:高分子微凝胶的三维网络结构和所采用的制备方法确保了有机-无机复合材料复合的均匀性;微凝胶的模板作用使得复合材料呈现球状结构,微球的大小决定于模板的尺寸;复合微球中PbS具有面心立方结构;复合微球中无机物含量约为10％.(2)采用反相悬浮聚合法合成了中性PNIPAM微凝胶和阴离子型P(NIPAM-co-MAA)微凝胶.比较研究了以这两种微凝胶为模板,通过外源导入法通入H<,2>S,引发CdS沉积反应,所制得的PNIPAM/CdS和P(NIPAM-co-MAA)/CdS有机-无机复合微球表面形貌.(3)利用阴离子型P(NIPAM-co-MAA)微凝胶作为模板,比较研究了模板与不同无机硫化物复合时所形成的P(NIPAM-co-MAA)/CdS(ZnS)复合微球的表面形貌,扫描电镜观察表明:各类复合微球表面花纹排列有序、图案各异;运用X-射线衍射分析和热重分析对复合微球中无机物晶型和相对含量等进行了表征.(4)利用阴离子型P(NIPAM-co-MAA)微凝胶在LCST温度下的溶胀特性,包埋不同浓度的Ag<'+>离子和Cu<'2+>离子,控制沉积过程,制得了具有不同表面图案化结构的P(NIPAM-co-MAA)/CuS(Ag<,2>S)复合微球.研究表明:表面图案化的复合微球的形貌取决于微凝胶模板的性质和无机物的性质以及无机物的沉积量.运用扫描电镜、电子能谱、X-射线衍射、热重分析等手段对复合微球的表面结构、无机物的晶型以及无机物的含量进行了表征.这为制备具有复杂形貌的有机-无机复合微球材料提供了一种新的途径,微凝胶模板法有望成为制备多种类型有机-无机复合微球材料的新方法.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1微凝胶概况

1.2微凝胶的制备

1.2.1乳液聚合法

1.2.2分散聚合法

1.2.3溶液聚合法

1.2.4悬浮聚合法

1.2.5其他方法

1.3微凝胶的溶胀理论

1.4微凝胶的结构

1.5微凝胶的分散稳定性

1.6微凝胶的应用

1.6.1微凝胶在涂料工业中的应用

1.6.2微凝胶在生物医学领域中的应用

1.6.3微凝胶在担载催化剂方面的应用

1.6.4微凝胶在污水处理中的应用

1.6.5微凝胶在制备纳米颗粒有机-无机复合材料方面的应用

第二章微凝胶模板法制备PNIPAM/PbS有机-无机复合微球

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1试剂

2.2.2 PNIPAM微凝胶的制备

2.2.3 PNIPAM/PbS复合微球的制备

2.2.4微球形貌和性能表征

2.3结果与讨论

2.3.1 PNIPAM微球的形貌

2.3.2 PNIPAM/PbS复合微球的形貌

2.3.3 PNIPAM/PbS复合微球的性质

2.4结论

第三章表面图案化PNIPAM/CdS和(NIPAM-co-MAA)/CdS复合微球的微凝胶模板法制备研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1试剂

3.2.2 PNIPAM微凝胶的制备

3.2.3 PNIPAM/CdS复合微球的制备

3.2.4 P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝胶的制备

3.2.5 P(NIPAM-co-MAA)/CdS复合微球的制备

3.2.6性能表征

3.3结果与讨论

3.3.1 PNIPAM和P(NIPAM-co-MAA)微球的形貌

3.3.2 PNIPAM和P(NIPAM-co-MAA)微凝胶的红外光谱

3.3.3 PNIPAM/CdS和P(NIPAM-co-MAA)/CdS复合微球的形貌

3.3.4 PNIPAM/CdS和P(NIPAM-co-MAA)/CdS复合微球的性质

3.5结论

第四章P(NIPAM-co-MAA)微凝胶模板对P(NIPAM-co-MAA)/CdS(ZnS)复合微球表面图案结构的影响

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1试剂

4.2.2 P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝胶的制备

4.2.3 P(NIPAM-co-MAA)/ZnS复合微球的制备

4.2.4性能表征

4.3结果与讨论

4.3.1 P(NIPAM-co-MAI)共聚微凝胶的性质

4.3.2 P(NIPAM-co-MAA)/CdS，P(NIPAM-co-MAA)/ZnS复合微球的性质

4.3.3 P(NIPAM-co-MAA)/CdS(ZnS)复合微球的XRD图谱

4.4结论

第五章表面图案化P(NIPAM-co-MAA)/CuS(Ag2S)复合微球的微凝胶模板法制备研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1试剂

5.2.2 P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝胶的制备

5.2.3 P(NIPAM-co-MAA)/Ag2S复合微球的制备

5.2.4性能表征

5.3结果与讨论

5.3.1 P(NIPAM-co-MAA)微凝胶的性质

5.2.2 P(NIPAM-co-MAA)/CuS(Ag2S)复合微球的形貌

5.3.3 P(NIPAM-co-MAA)/CuS(Ag2S)复合微球的性质

5.4结论

总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果