界面合成Janus复合颗粒及其性能研究

发布时间：2024-05-17 17:08

　　Janus粒子具有组成和结构的非对称性,在界面催化、功能表面活性剂、高性能复合材料和微米马达等领域引起关注。除了组成,结构与形貌对于Janus材料性能也具有重要影响。本论文基于乳液界面制备了新型水母状Janus笼,基于固体颗粒表面制备了环境敏感型Janus纳米片。具体内容如下:1.通过两步乳液界面聚合制备了新型水母状PAA-PS@PAM Janus笼。在第一步聚合反应中,单体苯乙烯(St)在石蜡液滴内聚合诱导相分离,由于Pickering效应在乳液界面形成交联聚苯乙烯(PS)半球。在此聚合过程中加入水溶性单体丙烯酰胺(AM),使得PS半球外露在水相一侧形成亲水聚丙烯酰胺(PAM)。在石蜡液滴内形成的PS@PAM半球充当水母状Janus笼的“头部”。在第二步聚合中,石蜡液滴中单体与水溶性单体如丙烯酸(AA)在乳液界面共聚,形成双层壳层作为水母状Janus笼的“腹部”。Janus笼的内外表面具有不同化学组成,外表面同样具有严格化学分区,具有双重Janus特性。Janus笼的“头部”和“腹部”以化学键连接,保证其稳定性。2.Janus笼的合成分步进行,意味着方法具有普适性。通过改变聚合所用单...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2Janus颗粒制备方法示意图[18]。

在Janus材料发展初期,由于Janus颗粒组成和形貌的特殊性,Janus这类材料的生产原料昂贵、制备过程复杂、产率又很低,这在很大程度上限制了它的发展和应用。但随着制备方法学的快速发展,Janus颗粒在结构组成多样性、功能化和批量制备等方面都取得了很大的进步。如图1.2[18]....

图1.3通过不同种类界面的保护来制备Janus颗粒的示意图:(a)液固界面;(b)气液界面;(c)气液/液固界面[22]。

界面保护法是制备Janus颗粒的方法中最常见的一种。根据界面形态的不同,可大致分为二维平面和三维曲面。如图1.3所示,界面保护法是利用不同种类的界面对均匀胶体颗粒的一部分进行保护,从而实现对其表面的分区。嵌入界面的部分首先被保护起来,再对暴露在外的部分进行化学修饰,将界面去除后,....

图1.4AuC6纳米粒子与MEA通过配体界面交换反应制备Janus纳米粒子[23]。

传统的二维平面为均质颗粒在其表面的单层铺展提供了条件,可以很简单的制备出表面分区的Janus颗粒。Langmuir膜法作为二维平面法中最常见的一种方法,主要是利用提拉膜法将形貌均一的粒子单层地吸附在基板表面,再将整个装置放置在反应介质中,如此一来,粒子表面中仅暴露在介质中的那部分....

图1.5模板保护法制备不对称Janus膜[25]。

Han等[24]首先利用壳聚糖和氧化石墨烯在气/液界面的自组装,随后将其转移到模板二氧化硅薄片上,利用自引发光接枝技术得到了石墨烯和壳聚糖复合Janus薄膜,随后在膜的两侧分别接枝了聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯。Gu[25]等对该方法进行改良后,将疏水性聚苯乙烯和....

本文编号：3975870