亲/疏水不对称空心聚合物微球制备及纳米粒子装载研究

摘要

作为一种微反应器，壁上含微孔的空心微球可用于装载磁性粒子或Ag、Au等金属纳米粒子，得到既具有高比表面积、较低密度、“包裹”效应等特点又具有纳米粒子磁效应、体积效应、量子尺寸效应、表面效应等效应的功能复合粒子。该复合粒子在生物医药、仿生材料、催化剂、光电材料等领域具有广泛应用。
　　 本论文的研究内容包括：内外表面组成、性质不对称空心聚合物微球的制备；空心球装载Fe3O4磁性粒子；空心球装载纳米Au粒子；空心球包覆Ag粒子四部分。
　　 不对称空心聚合物微球的制备是实现选择性装载的前提，其制备过程如下：将[(马来酸酐-醋酸乙烯酯)共聚物]核/[(马来酸酐-二乙烯基苯)共聚物]壳微球壳层烷基溴化，再用[(马来酸酐-醋酸乙烯酯)共聚物]核的良溶剂将核溶蚀，内表面酐基水解，从而制得内表面含亲水羧基、外表面含烷基溴、具有微孔的亲/疏水不对称功能空心聚合物微球。
　　 空心球装载Fe3O4磁性粒子的关键是如何控制磁性粒子仅在空心球内部生成。制备的空心聚合物微球内外表面具有亲/疏水不对称性，内表面亲水基团与铁离子间相互作用使铁离子在内表面成核、增长，而外表面疏水基团不易吸附铁离子，保证了磁性粒子在空心聚合物微球内部装载。考察了反应配比、温度和时间等参数对装载效果的影响。当Fe2+和Fe3+的摩尔比为2/3，反应温度为80℃，反应1.5 h时，空心聚合物微球装载磁性粒子的效果和装载后微球的磁性能最佳，饱和磁化强度可达12.34 emu/g。
　　 空心球装载纳米Au粒子的方法与磁性粒子的装载方法类似。超声作用下反应物HAuCl4进入空心球内部，洗去表面反应物，加入还原剂反应，在空心聚合微球内部装载单颗金纳米粒子，通过增加HAuCl4用量及二次装载来增大纳米粒子的粒径，实现了纳米粒子粒径一定程度上可控。
　　 空心球外部包覆纳米Ag粒子主要通过氨基改性改善空心球的亲水性，更易吸附Ag+等反应物，在空心球外表面进行还原反应得到纳米银粒子。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 空心微球的研究概述

1.1.1空心微球的制备方法

1.1.2空心微球的应用

1.2高分子/纳米磁性粒子复合微球研究概述

1.2.1高分子/纳米磁性粒子复合微球制备方法

1.2.2高分子/纳米磁性粒子复合微球的应用

1.3高分子/纳米金属粒子复合微球研究进展

1.3.1高分子/纳米金属粒子复合微球制备方法

1.3.2高分子/纳米金属粒子复合微球的应用

1.4本课题的提出及意义

第二章亲/疏水不对称聚合物微球制备

2.1实验部分

2.1.1主要原料，试剂及实验装置

2.1.2核/壳聚合物微球制备

2.1.3空心聚合物微球的制备及水解

2.1.4亲/疏水不对称空心聚合物微球制备

2.1.5实验表征

2.2结果与讨论

2.2.1空心聚合物微球表征

2.2.2亲/疏水不对称空心聚合物微球的制备

2.3本章小结

第三章磁性粒子的装载

3.1实验部分

3.1.1主要试剂与仪器

3.1.2内外表面羧基化空心微球装载磁性粒子

3.1.3亲/疏水不对称空心聚合物微球装载磁性粒子

3.1.4实验表征

3.2结果与讨论

3.2.1内外表面羧基化空心微球装载磁性粒子

3.2.2亲/疏水不对称空心聚合物微球装载磁性粒子

3.3本章小结

第四章空心聚合物微球表面包覆或装载金属粒子

4.1实验部分

4.1.1主要试剂与仪器

4.1.2空心球聚合物微球表面装载或包覆金属纳米粒子

4.1.3实验表征

4.2结果与讨论

4.2.1空心球聚合物微球内部装载纳米金粒子

4.2.2空心球聚合物微球表面包覆纳米银粒子

4.3本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

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