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利用嵌段共聚物及其混合物制备Janus粒子

作 者: 宋莲莲
导 师: 李学
学 校: 济南大学
专 业: 高分子化学与物理
关键词: 纳米粒子 嵌段共聚物 自组装 Janus粒子
分类号:
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 21次
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内容摘要


本论文主要探索了以嵌段共聚物及其混合物的自组装结构为模板制备各种不对称纳米粒子的方法。选用嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)为研究对象,考察其胶束溶液在碱性条件下的聚集情况,研究了其形成的不对称纳米粒子的条件、影响因素及其在进行后处理过程中的形态和尺寸变化;以嵌段共聚物聚乙烯基吡啶-b-聚氧化乙烯(P2VP-b-PEO)和聚苯乙烯-b-聚乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)与氯金酸(HAuCl4)的自组装结构为基础,研究了嵌段共聚物与无机组分HAuCl4自组装形成的复合胶束结构及其在进行还原过程中的形态和尺寸的变化;选用嵌段共聚物聚氧化乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PEO-b-PMMA)和聚乙烯基吡啶-b-聚甲基丙烯酸甲酯(P2VP-b-PMMA)混合体系,探索制备条件对自组装形成不对称纳米粒子的可能性,并探讨了不对称Janus粒子形成的机理。(1)利用超声处理碱性条件下的PS-b-P2VP/甲苯溶液制备了囊泡结构的胶束。嵌段共聚物PS-b-P2VP溶于甲苯中,经自组装可形成以P2VP为核、PS为壳的球形胶束,在超声条件下,往胶束溶液中加入少量的NaOH/THF/H2O溶液,NaOH/THF/H2O可调节溶液的pH值,改变各嵌段的溶解度及体系中的各种相互作用力,会形成包含PS-b-P2VP和NaOH的有机-无机Janus粒子。除去NaOH后,得到了嵌段共聚物双连续相。如果嵌段共聚物胶束包含无机组分(例如FeCl3),就可制得杂化胶束,如此得到的杂化胶束在生物,化学传感器或纳米结构模板方面都有潜在应用。(2)利用嵌段共聚物P2VP-b-PEO/PS-b-P2VP为包覆剂,制备了以稳定的Au纳米粒子。经过对Au纳米粒子进行TEM,UV,CA等的测试,证明Au纳米粒子被混合嵌段共聚物包覆。Au纳米粒子的亲水性可以通过改变分散介质而变化。得到的由混合嵌段共聚物包覆的Au纳米粒子可以再有机溶剂中稳定存在。(3)利用嵌段共聚物PEO-b-PMMA、P2VP-b-PMMA混合,制备了Janus纳米粒子。首先将PEO-b-PMMA、P2VP-b-PMMA的THF溶液等质量混合,利用PVP对pH的敏感性,加入不同pH值的水溶液以改变各个嵌段的溶解度和体系中各种相互作用力,直至溶液变为乳白色,挥发掉THF,一定条件下可得到Janus粒子。

全文目录


摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章 绪论  11-27
  1.1 Janus 粒子  12-13
    1.1.1 Janus 粒子的定义  12-13
    1.1.2 Janus 粒子的结构特性  13
  1.2 Janus 粒子的制备方法  13-19
    1.2.1 去对称法  14-16
    1.2.2 一步合成法  16-19
  1.3 利用嵌段共聚物自组装制备 Janus 粒子  19-24
    1.3.1 利用 ABC 型三嵌段共聚物自组装制备 Janus 粒子  21-22
    1.3.2 利用 AB/AC 嵌段共聚物共混自组装制备 Janus 粒子  22-23
    1.3.3 嵌段共聚物与无机组分共混自组装制备 Janus 粒子  23-24
  1.4 本课题的研究目的与意义  24-27
第二章 超声处理 PS-b-P2VP 胶束溶液制备 Janus 粒子  27-37
  2.1 实验部分  28-30
    2.1.1 试剂  28
    2.1.2 实验器皿的清洗  28-29
    2.1.3 样品制备  29-30
    2.1.4 仪器  30
  2.2 结果与讨论  30-36
    2.2.1 利用嵌段共聚物 PS-b-P2VP 制备 Janus 纳米粒子  30-36
  2.3 本章小结  36-37
第三章 以嵌段共聚物混合物为包覆剂制备稳定的金纳米粒子  37-47
  3.1 实验部分  38-40
    3.1.1 试剂  38-39
    3.1.2 实验器皿的清洗  39
    3.1.3 样品制备  39-40
    3.1.4 仪器  40
  3.2 结果与讨论  40-45
  3.3 本章小结  45-47
第四章 嵌段共聚物共混制备有机-有机 Janus 纳米粒子  47-53
  4.1 实验部分  48-49
    4.1.1 试剂  48
    4.1.2 样品的制备  48-49
    4.1.3 仪器  49
  4.2 结果与分析  49-51
  4.3 本章小结  51-53
第五章 结论与展望  53-55
参考文献  55-73
致谢  73-75
附录  75
  一、在校期间撰写和发表的学术论文  75
  二、在校期间参加的项目  75
  三、在校期间获奖情况  75

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