ABA型双亲嵌段共聚物的合成及其在催化反应中的应用

摘要

双亲性嵌段共聚物（amphiphilicblockcopolymer）包含有两个或两个以上在溶剂中的溶解能力有较大差别的嵌段，能够在一定条件下自组装形成各种各样的胶束形态，表现出丰富的自组装行为。与普通的聚合物相比，双亲嵌段共聚物具有许多特殊性质，其在生物医药、生物材料、光电材料和催化剂等领域的应用前景备受科学界和工业界关注，是当前高分子学科领域研究的热点之一。
　　本文设计和合成了一种新型的ABA型双亲性三嵌段共聚物:聚（4-乙烯基吡啶）-聚乙二醇-聚（4-乙烯基吡啶）(P4VP-PEG-P4VP)。采用阴离子聚合法制备该嵌段共聚物，所得共聚物可以在正己醇/水两相混合溶液中通过自组装形成反胶束，该胶束具有一个由PEG及水腔组成的亲水内核以及一个由P4VP组成的疏水壳层。我们用动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)和Zeta电位仪研究了P4VP-PEG-P4VP反胶束在正己醇/水两相混合溶液中的自组装行为，观察了溶剂组成和pH值对其的影响。2-碘乙氧基乙烷(BIEE)可通过将吡啶基团中的N原子季铵化来联结壳层中的P4VP嵌段，从而增强反胶束结构的稳定性。
　　Cu-(P4VP-PEG-P4VP)催化体系可通过将壳交联反胶束支载CuC12后得到，我们将其作为催化剂应用于2，3，6-三甲基苯酚(TMP)的氧化反应中。它除了具有一般催化剂载体的优点外，其介观空间结构还带来了更多的性能优势。壳交联反胶束中分散的金属催化中心可以大大提高其催化活性，而反胶束中含有的水腔可以起到富集催化剂和助催化的作用，交联后的反胶束结构也使其可以在循环反应中维持较长时间的稳定。这些特性使得Cu-(P4VP-PEG-P4VP)体系体现出高活性和易回收的优点，这说明在介观尺度上进行聚合物基催化剂载体的设计具有很好的研究前景。

目录

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致谢

摘要

第1章 文献综述

1．1 嵌段共聚物的活性聚合技术及进展

1．1．1 嵌段聚合物的活性聚合技术

1．1．2 含有PEG／PEO链段的三嵌段共聚物的合成进展

1．2 双亲嵌段共聚物的自组装胶束体系

1．2．1 双亲嵌段共聚物胶束的形成机理

1．2．2 双亲嵌段共聚物胶束形成的影响因素

1．2．3 胶束大小及形态的测定

1．2．4 双亲嵌段共聚物自组装胶束体系的交联

1．3 双亲嵌段共聚物在催化领域的应用

1．3．1 双亲嵌段聚合物在催化领域的应用

1．3．2 三甲基苯酚的氧化反应

1．4 课题的提出

第2章 双亲嵌段共聚物的合成与表征

2．1 实验部分

2．1．1 试剂

2．1．2 表征方法

2．1．3 P4VP-PEG-P4VP及PEG-P4VP的制备

2．2 结果与讨论

2．2．1 P4VP-PEG-P4VP的制备与表征

2．2．2 PEG-P4VP的制备与表征

2．3 小结

第3章 P4VP-PEG-P4VP在正己醇／水混合溶液中的自组装行为研究及壳交联

3．1 自组装胶束体系的制备

3．2 自组装胶束表征方法

3．2．1 透射电镜(TEM)观察

3．2．2 动态光散射(DLS)

3．2．3 Zeta potential电位分析

3．3 壳交联

3．4 结果与讨论

3．4．1 P4VP-PEG-P4VP自组装反胶束的结构

3．4．2 P4VP-PEG-P4VP反胶束在两相溶剂中的自组装行为研究

3．4．3 胶束的壳交联

3．5 小结

第4章 P4VP-PEG-P4VP壳交联反胶束作为催化剂载体在TMP氧化反应中的应用

4．1 实验部分

4．1．1 试剂与仪器

4．1．2 催化体系的合成

4．1．3 EPR实验条件

4．1．4 三甲基苯酚(TMP)的空气氧化

4．2 结果与讨论

4．2．1 Cu-(P4VP-PEG--P4VP)催化体系的EPR表征

4．2．2 三甲基苯酚(TMP)的催化氧化反应

4．3 小结

总结与展望

攻读硕士学位期间的学术成果

参考文献