聚合物—碳納米管基多功能納米材料的分子設(shè)計(jì)和制備.pdf

1、聚合物一碳納米管基多功能納米材料的分子設(shè)計(jì)和制備學(xué)位論文完成日期：2Q12：Q壘：13指導(dǎo)教師簽字：2婦i垃答辯委員會(huì)成員簽字：i老乏車千砂p2濺／戈l眵i釤三毀哼聚合物一碳納米管基多功能納米材料的分子設(shè)計(jì)和制備摘要碳納米管兇其輕質(zhì)、高強(qiáng)和優(yōu)異的電、光、熱等性能而被J“泛視為制備多功能性聚合物基納米材料的理想填料。磁一光功能高分子則兇其奇特的功能組合而在諸如牛物、醫(yī)藥、軍事等高新技術(shù)領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。碳納米管與磁光功能材料的有機(jī)組

2、合則有望賦于日標(biāo)產(chǎn)物更優(yōu)異的性能和更寬泛的應(yīng)用。本課題采用白下而上的研究思路，以分子設(shè)計(jì)為手段，不僅設(shè)計(jì)、合成了新型單組分磁一光雙功能高分子，而且實(shí)現(xiàn)了其在碳納米管表面的化學(xué)負(fù)載，為制備聚合物一碳納米管基多功能納米材料開辟了一條新途徑。為實(shí)現(xiàn)磁光功能高分子在碳納米管表面的化學(xué)負(fù)載，在前期研究工作基礎(chǔ)上(即在一根高分子鏈上同時(shí)集合磁、光信號(hào)響應(yīng)單元，其中熒光性能由芘基團(tuán)提供，磁響應(yīng)能力由Fe3與高分子配體的絡(luò)合物提供，具體化為聚乙烯基咪唑

3、一甲基丙烯酸芘甲醇酯鐵離子絡(luò)合物Poly(VI—CO—PyMMP)Bu[FeCl4])，奉研究將第三功能單元，即含羥基的結(jié)構(gòu)單元，引入二元共聚物分子結(jié)構(gòu)，以賦予該二元共聚物與碳納米管發(fā)?；瘜W(xué)鍵接的化學(xué)反應(yīng)活性點(diǎn)。據(jù)此，本研究合成了一系列不I—J摩爾組成的光響應(yīng)三元共聚物Poly(VI—PyBMMPEGMA)BuCI，其與FeCl3的絡(luò)合物不僅在紫外光激發(fā)下能發(fā)出藍(lán)色熒光，而且在章溫(300K)下呈現(xiàn)出超順磁性。當(dāng)控制VIBuCI／PyB

4、MM／PEGMA的投料摩爾比為96：3：1時(shí)，目標(biāo)產(chǎn)物的熒光性能和磁性能達(dá)到最佳組合。隨后基于上述優(yōu)化結(jié)果，通過酯化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了三元共聚物在碳納米管表面的化學(xué)負(fù)載。分子設(shè)計(jì)并合成K支鏈結(jié)構(gòu)磁一光雙功能高分子是本研究工作的另一項(xiàng)豐要內(nèi)容。在前期研究工作中，我們發(fā)現(xiàn)鐵離子的引入雖然能夠賦于目標(biāo)產(chǎn)物以磁學(xué)響應(yīng)能力，仉?yún)s以試樣的熒光強(qiáng)度減弱(即熒光淬滅)為代價(jià)。分析原兇，可能在于共聚物結(jié)構(gòu)中芘基團(tuán)與鐵離子中心問的距離較近，高幾率的電子和／或能量轉(zhuǎn)