基于密胺树脂微球构筑功能胶体材料及其应用研究

发布时间：2020-04-25 06:18

【摘要】：随着人们对材料的需求日益增加,复合微球凭借其在化学组成和结构方面的复合特性受到了研究者越来越多的青睐与关注。与单一组分的微球相比,复合微球在具有单一相功能的基础上,同时兼有其构成组分的加和特性,具有更高的集成化功能,使得其应用范围得到拓展,更加满足人类对材料的需求。本论文基于密胺树脂(MF)微球为模板构筑了一系列不同结构、功能的胶体材料。首先,借助溶胶-凝胶法通过三聚氰胺和多聚甲醛在酸催化下缩合聚合得到密胺树脂微球;利用微球表面丰富的功能基团原位还原得到表面负载银(Ag)纳米颗粒的密胺树脂/银(MF/Ag)复合微球;借助MF微球在气/液界面的自组装排列成功制备出MF/Ag复合微球阵列并进行疏水化处理,考察其SERS性能;通过拓扑选择表面改性法,使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)对MF微球进行分区保护,一方面对其暴露面进行表面改性得到了含有不同组分的MF Janus粒子,另一方面通过对暴露面进行酸性刻蚀得到单一组分的MF非球形粒子。本文的研究内容如下:(1)采用三聚氰胺和多聚甲醛在硫酸的催化下缩合聚合得到单分散MF微球。无需添加任何还原剂、助剂,仅利用胶体微球自身功能基团将银的前驱体-银氨离子([Ag(NH3)2]+)原位还原生成Ag纳米颗粒,并复合到MF微球表面形成MF/Ag复合微球。以该MF/Ag复合微球作为抑菌材料探究其对大肠杆菌(革兰氏阴性菌)、金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)的抑菌性能。同时,以该复合微球作为SERS基底对小分子农药-对氨基苯硫酚(4-ABT)和大分子抗生素-青霉素G钠进行SERS检测,来评估MF/Ag复合微球作为表面增强拉曼光谱(SERS)基底在药物残留检测领域的可行性。(2)使单分散MF微球在气/液界面自组装形成单层有序的MF微球阵列,并将MF阵列从气/液界面转移至PDMS表面。将该阵列放入银氨溶液中还原得到MF/Ag的阵列结构,并使用1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇对其进行超疏水处理。使用超疏水MF/Ag阵列作为SERS基底对多巴胺(小分子神经递质药物)进行SERS检测,评估超疏水基底的增强性能和稳定性。然后利用该超疏水基底对溶菌酶和血红蛋白(大分子蛋白质)进行SERS检测,探究该超疏水MF/Ag阵列在蛋白质检测领域的应用。(3)采用拓扑选择表面改性法,首先借助PDMS对气/液界面单层排列的MF微球一端进行分区保护。一方面,对MF微球的暴露面进行复合修饰。将其分别放入银氨溶液、多巴胺的Tris-HCl溶液、正硅酸乙酯(TEOS)和氨水的乙醇溶液中,分别得到密胺树脂/银(MF/Ag)Janus粒子、密胺树脂/聚多巴胺(MF/PDA)Janus粒子、密胺树脂/二氧化硅(MF/SiO2)Janus粒子。另一方面,采用酸刻蚀法对暴露面进行处理,得到MF非球形粒子,并探究刻蚀时间和刻蚀酸度分别对MF非球形粒子形貌、尺寸的影响。
【图文】：

逡逑核壳结构复合微球可以是多壳层（见图１－１邋Ｅ、Ｆ）邋［１３］。根据核、壳材料的组元类逡逑型和排列顺序分类，核壳结构微球可分为无机／无机、无机／有机、有机／无机和有逡逑机／有机四类。逡逑蠢|rＯ逡逑。善媭馨逡逑图１－１核壳型复合微球［１３］逡逑？逦［１３］逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｏｒｅ－ｈｅｌｌ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ逡逑１．３．２核壳型复合微球的制备逡逑核壳结构的复合微球简通常由两步或多步过程合成得到［１４］。一般情况下，根逡逑据核壳材料的类型及形貌首先合成核层材料，然后通过不同的方法在核层材料上逡逑形成壳层。目前研究的制备方法主要有原位还原法、溶胶凝胶法、自组装法、物逡逑理吸附法、表面化学接枝法等［１５］。逡逑原位还原法：在核层材料表面通过沉淀、还原或氧化反应等作用原位生成壳逡逑层材料，在制备金属壳层复合微球方面使用较多。Ｃｈｅｎ等［１６］采用原位还原法以聚逡逑苯乙烯（ＰＳ）微球作为模板，先使用Ｎ－异丙基丙烯酸酯对微球表面进行修饰，然逡逑后将铂（Ｐｔ）的前驱体六氯合铂酸中的铂原位还原至ＰＳ微球表面，得到核壳结构逡逑的ＰＳ／Ｐｔ复合微球。＼＼＾等［１７］以聚多巴胺（ＰＤＡ）作模板，，将银氨离子（［Ａｇ（ＮＨ３）２］＋）逡逑原位还原至ＰＤＡ表面得到“树莓状”的ＰＤＡ／Ａｇ复合粒子。原位还原法操作简单、逡逑成本低廉

域具有极广阔的应用前景。逡逑１．４．１邋Ｊａｎｕｓ粒子的分类逡逑如图１－２所示，Ｊａｎｕｓ在零维结构上可分为球型（ａ）、雪人型（ｆ）、哑铃型逡逑（ｇ）、橡子型（ｈ）；在一维结构上分为轴向不对称、（ｂ）棒状径向不对称型（ｃ）；逡逑在二维结构上可以分为片状厚度不对称型（ｄ）、径向不对称型（ｅ）；在三维结逡逑构上可分为空心不对称结构（１）、空心雪人型（ｋ，ｉ）等［２８］。逡逑４逡逑
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB34

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本文编号：2639907