基于聚合物/石墨烯组装结构的多功能复合材料制备及性能研究

发布时间：2021-05-07 23:47

　　聚合物基和石墨烯基复合材料由于其在催化、传感、能量储存及转换、生物治疗等方面表现出的优异性能而受到了越来越多研究人员的关注。目前,大部分研究仍是通过将聚合物（或石墨烯）与无机材料、生物材料进行复合来制备聚合物基或石墨烯复合材料。在制备过程中,仍存在受合成环境影响大、合成条件苛刻、对环境造成二次污染等不利因素。因此,如何通过简单、温和方法制备出多功能化的聚合物基或石墨烯基纳米复合材料是非常有意义的课题。随着层层（LbL）组装技术的发展,研究人员可以采用该技术制备高稳定性、可变换基底与多样聚合物种类的自组装纳米结构,可用作聚合物或石墨烯基纳米材料制备过程中的绿色基元。本文利用LbL组装技术,以还原氧化石墨烯（rGO）为组装基底,制备了系列聚合物-石墨烯纳米组装膜,再以此组装膜为模板和还原剂,原位制备了多种功能化的聚合物-石墨烯基纳米复合结构。具体研究内容如下:（1）采用静电LbL组装,以rGO为基底,交替组装聚乙烯亚胺（PEI）和聚丙烯酸（PAA）,制备了高稳定性的rGO/（PEI/PAA）_n多层组装膜。再以组装膜为模板和还原剂,原位还原制备了双功能化绒毛状铜纳米粒子... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：156 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 多层聚合物复合材料的层层组装研究进展
        1.2.1 层层组装的驱动力简介
        1.2.2 层层组装的影响因素
        1.2.3 多层聚合物复合材料的分类及应用
    1.3 聚合物基纳米功能复合材料研究进展
        1.3.1 聚合物基金属纳米复合材料
        1.3.2 聚合物基蛋白质纳米复合材料
        1.3.3 聚合物基药物纳米复合材料
    1.4 石墨烯基复合材料研究进展
    1.5 论文选题意义及研究内容
        1.5.1 论文选题意义
        1.5.2 研究内容
第二章 基于rGO/(PEI/PAA)_n组装膜原位制备双功能铜纳米粒子研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 rGO/(PEI/PAA)_n多层组装膜及铜纳米复合材料制备
        2.2.4 结构表征及性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 rGO/(PEI/PAA)_n组装膜结构及形貌分析
        2.3.2 绒毛状铜纳米粒子的结构及形貌分析
        2.3.3 绒毛状铜纳米粒子的催化对硝基苯酚性能研究
        2.3.4 绒毛状铜纳米粒子的原位表面拉曼增强性能研究及机理探讨
        2.3.5 绒毛状铜纳米粒子的用于制备宏观薄膜及其催化性能研究
    2.4 本章小结
第三章 集成法制备rGO/(PEI/PAA)_n组装膜基酶微粒及级联网络反应的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 一元及多元酶微粒的制备
        3.2.4 结构表征及性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 酶微粒结构及形貌分析
        3.3.2 一元酶微粒功能化结果及稳定性分析
        3.3.3 多元酶微粒的结构、级联网络反应的构建及模拟分析
        3.3.4 酶微粒红外激光调控反应活性的分析
        3.3.5 酶微粒生物相容性及体外抗氧化应激能力的分析
        3.3.6 MOF包覆酶微粒的结构、稳定性及活性分析
    3.4 本章小结
第四章 rGO/(PLL/PASP)_n组装膜原位制备多裂纹金微片及表面等离子增强性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 rGO/(PLL/PASP)_n多层组装膜及多裂纹金微片的制备
        4.2.4 结构表征及性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 rGO/(PLL/PASP)_n组装膜结构及形貌分析
        4.3.2 rGO/(PLL/PASP)_n-Au多裂纹微片结构及形貌分析
        4.3.3 rGO/(PLL/PASP)_n-Au多裂纹微片形成机理分析
        4.3.4 rGO/(PLL/PASP)_n-Au多裂纹微片在不同条件下的生长
        4.3.5 rGO/(PLL/PASP)_n-Au多裂纹微片的SERS、SEIRAS结果及模拟分析
        4.3.6 rGO/(PLL/PASP)_n-Au多裂纹微片的光热转换效率分析
    4.4 本章小结
第五章 基于rGO/(PLL/PASP)_n组装膜pH与光响应药物纳米棒的制备及细胞毒性研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料
        5.2.2 实验仪器
        5.2.3 rGO/(PLL/PASP)_n@DOX纳米棒的制备
        5.2.4 结构表征及性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 rGO/(PLL/PASP)_n@DOX纳米棒结构及形貌分析
        5.3.2 rGO/(PLL/PASP)_n@DOX纳米结构在不同条件下的合成形貌分析
        5.3.3 rGO/(PLL/PASP)_n@DOX纳米棒在不同条件下的缓释行为及机理分析
        5.3.4 rGO/(PLL/PASP)_n@DOX纳米棒的胞吞行为及细胞毒性分析
    5.4 本章小结
第六章 pH响应性r GO/(PEG/PAA)_n组装膜基阿霉素纳米团簇的制备及细胞毒性研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验原料
        6.2.2 实验仪器
        6.2.3 rGO/(PEG/PAA)_n组装膜的制备及阿霉素纳米团簇的制备
        6.2.4 结构表征及性能测试
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 rGO/(PEG/PAA)_n氢键组装膜结构及形貌分析
        6.3.2 rGO/(PEG/PAA)_n@DOX纳米团簇在不同条件下的合成结构及形貌分析.
        6.3.3 rGO/(PEG/PAA)_n@DOX的氢键pH响应缓释行为及机理分析
        6.3.4 rGO/(PEG/PAA)_n@DOX纳米团簇胞吞行为及细胞毒性分析
    6.4 本章小结
第七章 结论
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 下一步展望
致谢
参考文献
附录
    附录1 个人简历
    附录2 攻读博士学位期间发表论文情况
    附录3 攻读博士学位期间申请专利情况
    附录4 攻读博士学位期间获得荣誉情况
    附录5 参加科研项目情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的制备及其应用研究进展[J]. 杜淼,张光荣.  无机盐工业. 2019(03)
[2]铜/石墨烯复合材料的制备及性能研究[J]. 周千广,彭倚天.  热加工工艺. 2019(04)
[3]金属-石墨烯光子晶体-金属结构的吸收特性[J]. 武继江,高金霞.  激光技术. 2019(05)
[4]氟化石墨烯的制备及其在医学领域中的研究[J]. 刘青,陈文远锋,宋付祥.  口腔医学研究. 2019(02)
[5]基于二维石墨烯纳米材料优化高分子分离膜的研究进展[J]. 谢全灵,邵文尧,马寒骏,刘晨然,洪专.  材料导报. 2019(17)
[6]POSS/聚合物纳米复合材料制备方法的研究进展[J]. 高党鸽,王平平,吕斌,马建中.  材料导报. 2019(03)
[7]纳米二氧化钛-聚合物复合材料去除无机/有机污染物的研究进展[J]. 潘素素,郑智阳,惠俊杰,肖哲,仲雪莲,王有群.  湿法冶金. 2019(01)
[8]聚合物基纳米杂化吸波材料的研究进展[J]. 吉小利,高旭晨,邢宏龙.  化工新型材料. 2018(10)
[9]聚合物基纳米复合材料的制备研究进展[J]. 张蒙,徐阳.  化工新型材料. 2018(03)
[10]聚合物负载纳米材料及其在催化领域的应用[J]. 储诚灿,苏朝晖.  应用化学. 2016(04)



本文编号：3174259