基于高分子水凝膠微球模板法制備核-殼型復(fù)合微球.pdf

1、陜西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文基于高分子水凝膠微球模板法制備核殼型復(fù)合微球姓名：楊菊香申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：有機(jī)化學(xué)指導(dǎo)教師：胡道道房喻20050401(2)以反相懸浮聚合法合成的高分子水凝膠微球?yàn)槟０?，在室溫下，通過油相中的TEOS在堿性水溶液溶脹的微凝膠表面逐步水解，成功地制備了核／殼型微米級(jí)PfNIPAM—CO—AA)／Si02復(fù)合微球。實(shí)驗(yàn)研究了不同的反應(yīng)時(shí)間對(duì)殼層厚度的影響。掃描電鏡觀察表明：核／殼型復(fù)合微球是由納米級(jí)Si02小球

2、堆積形成微米級(jí)的Si02微球。而且復(fù)合微球經(jīng)高溫煅燒，再超聲破碎后，觀察到了“空心”結(jié)構(gòu)。并且，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，Si02微球殼層逐漸的增厚。)(_射線衍射分析表明復(fù)合微球中的Si02呈非晶態(tài)。高溫煅燒后，為四方晶系的晶體。高溫煅燒后的微球與純二氧化硅完全一致的紅外吸收光譜也證實(shí)了殼層物質(zhì)的組成。由于此復(fù)合微球不僅具有微米級(jí)材料容易分離的優(yōu)點(diǎn)，而且同時(shí)兼有納米繳顆粒大的比表面積的特點(diǎn)，因此，這類材料有望在構(gòu)筑納米反應(yīng)器、負(fù)載催化劑以及

3、制備吸附分離材料等方面得到較為廣泛的應(yīng)用。(3)以高分子水凝膠微球沉積CuS為模型，通過對(duì)不同條件下所制得的一系列微球進(jìn)行掃描電鏡觀察，初步探討了表面圖案化的形成機(jī)理。水溶脹和cu(Ac)2溶脹的高分子水凝膠微球通過冷凍干燥處理后的掃描電鏡結(jié)果顯示：高分子水凝膠模板微球具有明顯的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此，有理由相信，分散在有機(jī)相溶脹態(tài)的高分子水凝膠模板微球?qū)嶋H上存在著商分子骨架網(wǎng)絡(luò)和富水區(qū)域。高分子水凝膠微球與復(fù)合微球表面形貌間在拓?fù)鋵W(xué)上存在

4、一定的關(guān)聯(lián)性。根據(jù)設(shè)計(jì)一系列不同沉積條件下得到的復(fù)合微球材料的掃描電鏡結(jié)果，結(jié)合模板結(jié)構(gòu)的這一特點(diǎn)，提出了“模板限域沉積一沉積誘導(dǎo)變形”機(jī)理。這種機(jī)理的核心是：核／殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的復(fù)雜表面形貌特征與多種因素有關(guān)。模板的柔性是表廈形貌變遷的內(nèi)在因素，模板骨架結(jié)構(gòu)對(duì)無(wú)機(jī)物沉積的限域作用，以及無(wú)機(jī)物沉積反應(yīng)本身特有的反應(yīng)效應(yīng)是材料表面圖案化的外在因素。溶脹態(tài)高分子水凝膠模板微球的高分子骨架網(wǎng)絡(luò)和富水區(qū)域使無(wú)機(jī)物在其表面的沉積具有明顯的不均性和

5、沉積速度的差異性。無(wú)機(jī)物沉積的微球表面區(qū)域使高分子骨架產(chǎn)生一定的剛性，而無(wú)機(jī)物不均性沉積導(dǎo)致了微凝膠表面剛性的不均性。同時(shí)沉積反應(yīng)不僅會(huì)使微凝膠表面富水區(qū)域發(fā)生改變，同時(shí)高分子骨架受沉積反應(yīng)效應(yīng)的影響而發(fā)生一定的變形。這兩種效應(yīng)就會(huì)使不同剛性的微凝膠表面區(qū)域發(fā)生不同程度的形變。因此，無(wú)機(jī)物在高分子微凝膠表面的沉積導(dǎo)致的圖案實(shí)際上就是上述諸多效應(yīng)影響高分子骨架礦化形變的“顯影”。該機(jī)理還表明：就沉積反應(yīng)而言，表面不同形貌與沉積反應(yīng)效應(yīng)有關(guān)