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《复旦大学》 2010年
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有机—无机杂化纳米复合空球的制备及性能研究

谢琳  
【摘要】: 近年来,空心微球和有机-无机杂化纳米复合微球的研究备受关注。空心微球作为一种新型材料,具有比表面积大、密度小、中空部分可容纳客体分子等优点;有机-无机杂化纳米复合微球则兼有有机材料和无机材料的特点,既具有有机相的易加工性和韧性,又具有无机材料的刚性及电学、光学、磁学等特殊的功能性。因此,将两者结合,制备性能优异且具有空心结构的有机-无机杂化纳米复合微球,有着深远的理论意义和应用前景。本文分别以两种有机聚合物微球为载体,利用无机纳米粒子与聚合物链段中的基团的相互作用,制备了具有空心结构的有机-无机杂化纳米复合微球。具体研究内容如下: (1)以温敏性的聚合物微凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)为载体,制备PNIPAM-Ag纳米复合微球。首先,采用“自迁移法”一步制备PNIPAM空心微球,再以其作为载体,利用PNIPAM链段中的氨基与Ag+离子的络合作用,在PNIPAM的凝胶网络中原位生成Ag纳米粒子,形成空心PNIPAM-Ag纳米复合微球。结果表明,该空心PNIPAM-Ag纳米复合微球具有显著的温敏特性。同时,该复合微球保持了Ag纳米粒子的催化特性。以其作为催化剂催化硼氢化钾还原4-硝基酚的实验结果表明,该复合微球的催化性能也具有温度可调控性,催化活性随着温度的变化可划分为五个阶段。 (2)一步法合成具有空心结构的聚苯乙烯/稀土纳米粒子(PS/REDNPs)杂化微球。首先,借助乳液聚合制备表面羧基功能化的单分散PS微球,再以其为模板在PS表面组装不同的REDNPs,如LaF3:Eu3+, LaF3:Ce3+-Tb3+和YVO4:Dy3+。由于稀土纳米晶粒空隙间存在巨大的毛细管作用力,在组装的过程中,线型PS链段迁移到无机纳米粒子间的间隙中,形成PS/REDNPs杂化空心微球。本方法首次以聚合物为模板合成了稀土纳米粒子杂化空心结构,且其过程简便易行,得到的杂化空心微球具有较好的荧光性能,可以用于化学检测和生物应用等领域。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

【共引文献】
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