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Fe304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Fe304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。