高分子与无机纳米粒子复合体系的制备、相互作用及其响应行为

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:majing1619
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来,高分子与无机纳米粒子复合体系因其在生物医疗、光电技术、智能传感、工业生产等方面显示出广阔的应用前景而备受关注。与单一组分相比,高分子与无机纳米粒子复合体系具有更为复杂的结构和性能。因此,对高分子与无机纳米粒子复合体系的制备及性质研究具有十分重要的意义。本论文中,一方面通过非共价键的相互作用,即氢键相互作用构筑了聚氧化乙烯(PEO)与无机二氧化硅纳米粒子复合体系,利用激光光散射及石英晶体微天平等表征手段系统地研究了体系中PEO与silica纳米粒子的相互作用规律及复合体结构特性。另一方面,通过共价键键合—“grafting to”的方法将嵌段共聚物共价键合到金纳米粒子表面,制备出具有温度响应性的核壳结构的金纳米粒子复合物,并进一步的研究其结构、稳定性及温度响应行为。主要研究结果如下:   通过动态光散射(DLS)及等温滴定量热仪(ITC)研究了不同分子量的聚氧化乙烯(PEO)与二氧化硅纳米粒子在稀的氢氧化钠溶液(pH=9.6)中的相互作用规律。对于低分子量的PEO-20K,它与二氧化硅纳米粒子能通过氢键相互作用形成新的复合体(PEO-20K-SiO2-complexes),温度能够显著地影响复合物的流体力学尺寸及分布。对于高分子量的PEO-200K,它也能通过氢键与二氧化硅纳米粒子形成复合体,同时二氧化硅纳米粒子的存在也影响着PEO聚集体的聚集状态,可使聚集体发生解聚集作用,形成新的PEO-200K-SiO2-complexes;温度并不能够明显地影响复合体的流体力学半径及分布。此外,不同的溶液配置方法将显著地影响着PEO与SiO2纳米粒子形成的复合体的流体力学尺寸及其分布。   通过“grafting to”的方法在金基底制备PEO-SH层,利用石英晶体微天平(QCM-D),系统地研究了SiO2纳米粒子与PEO-SH层的吸附与解吸附过程。在pH为9.6时,二氧化硅纳米粒子可以通过表面的硅羟基与PEO-SH链上的氧原子发生吸引相互作用,即通过氢键吸附到PEO-SH层,进而形成非常稳定的刚性致密的交联结构。当体系pH=12.3时,由于氢键作用被完全破坏,SiO2纳米粒子可以从交联结构中完全解吸附下来,即由刚性致密的交联结构完全回复到吸附前的松散的PEO-SH聚合物层。原子力显微镜(AFM)证实了整个吸附与解吸附过程中表面形貌的变化,同时整个过程的粘弹性的分析也证实了这样的结构转变。   通过可逆-加成断裂链转移聚合得到嵌段共聚物PEO-b-PNIPAM,将PNIPAM末端二硫酯基转化成巯基,通过“graftingto“的方法将其共价接枝到金纳米粒子表面。NMR、UV-vis、TEM、EDX及DLS证实了聚合物接枝的金纳米粒子的结构和良好的分散性。由于嵌段共聚物壳层的PNIPAM段具有温度响应性,因而在升温过程中,PEO-b-PNIPAM壳层包覆的金纳米粒子表现出温度响应性,随着温度的升高,Rh略有减小。此外,由于外层PEO链段的抑制作用,整个升温过程中纳米粒子之间几乎没有发生聚集,保持了非常好的稳定性。
其他文献
氮元素是组成蛋白质(氨基酸)和DNA、RNA(核酸)的基本元素之一,是一切有机体赖以生存的重要元素。最常用的人工固氮方法是哈伯固氮法,利用天然气为氢源,空气为氮源,在高温(400°C以上)高压(200个大气压)下,通过异相催化剂合成氨。哈伯固氮需消耗极大的能量才能将N2转化为氨,且对环境不友好,因此在温和条件下合成氨的方法一直是科学家们致力于研究的方向。Mo[HIPTN3N]和Mo(L)(N2)2
锂离子电池由于具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、自放电小、无污染等诸多优点而受人们的广泛关注。随着锂离子电池在电子产品和电动汽车中的广泛应用,人们对锂离子电池
近年来,烟台市电子商务产业发展迅速,在平台建设、主体培育、产业集聚、跨境电商、农村电商、模式创新等方面均取得积极进展,但与此同时,在企业电商意识、电商人才培养、支撑
诞生于两年前的火热夏日,大连广播电视台第七频道——财经频道似乎也带上了这个季节的印迹:跃动的激情。在这个平均年龄不到35岁的团队,“年轻”是最大的优势,“成长”是共同
自然界的[Fe-Fe]氢化酶具有高效催化质子还原为氢气的能力,通过对自然界氢化酶活性中心进行功能模拟,建立光催化体系实现光致产氢已经成为近年来科学家们的研究热点。[2Fe2S]氢化酶模型配合物和丁二酮肟钴配合物作为[Fe-Fe]氢化活性中心的功能模型配合物被广泛的应用于光致产氢体系中,但反应体系必须加入抗坏血酸之类的电子牺牲剂。如果能把水作为电子供体引入到光催化产氢体系,就能够从根本上解决能源危机
无机微孔材料由于具有规则的孔道结构和大的比表面积被广泛应用到催化、气体吸附、分离、离子交换以及主一客体组装等领域,在材料科学领域中占有重要的地位。多年来,具有新颖结
概念教学不仅是初中数学课堂教学中的重要组成,学生对于概念的认知也是搭建数学知识结构的重要框架。本文将例谈初中数学概念教学,会借助实例分析如何在概念教学中更好的体现概念的生成,进而不断强化学生的数学能力。  一、情景式概念教学  初中数学教学中有许多重要的概念的讲授,如何能够让概念教学避免枯燥乏味的印象,这需要教师们在教学理念与教学方式上做出革新。概念教学不应当是单纯的讲授或者灌输,这种模式下不仅学
本论文以C2H2为碳源,采用催化化学气相沉积法(catalytic chemical vapor deposition,CCVD)制备高功率锂离子电池负极用棱柱形纳米碳纤维(polygonized carbon nanofibers,P-CN
生物玻璃由于其良好的成骨性和骨诱导性,能够与骨组织问形成骨性键合,在过去几十年中已经被成功应用于骨组织的修复和治疗过程中,尤其是牙周和整形外科领域。但这种材料降解
四硫富瓦烯(TTF)被广泛地应用于有机导体和超导体领域的研究,其独特的性质使得它近年来在超分子化学及材料化学领域的研究中也发挥了重要的作用,而今它已经成为最被广泛研究