中空二氧化硅微球的制备和修饰

发布时间：2017-12-18 19:11

  本文关键词：中空二氧化硅微球的制备和修饰

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【摘要】：单分散中空二氧化硅微球具有粒径均匀、比表面积大、密度低及内部存储空间大等特性,使其在不同领域有着非常重要的应用,如能量存储、催化和生物医学领域。其中,壳层上带有介孔结构的二氧化硅微球,赋予了中空二氧化硅微球缓释性和更高的载药能力。因此,许多研究工作都集中在中空介孔二氧化硅微球的结构和粒子尺寸的设计上。本论文采用硬模板法制备了不同形貌的中空二氧化硅微球,系统地研究了不同形貌二氧化硅微球的形成机理,并对所制备的中空二氧化硅微球进行了修饰和接枝改性研究。主要研究内容如下：1.以过硫酸钾和偶氮二异丁基脒盐酸盐为引发剂,以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,在水中引发苯乙烯聚合,制备了两种表面分别带负电性和正电性基团的PS模板微球(PS-a和PS-c微球)。研究了在氨水催化下,TEOS在这两种微球表面的水解缩合形成的二氧化硅壳层的形貌。以表面带负电的PS-a微球为模板时,最终得到表面粗糙的树莓状中空SiO2微球,而以表面带正电的PS-c微球为模板时,可得到表面光滑的具有介孔结构的中空SiO2微球。2.利用PS-c微球作模板,CTAB为致孔剂,成功制备了平均直径为320nm的中空介孔二氧化硅(HMS)微球。研究了不同氨水浓度、TEOS浓度、CTAB浓度对HMS微球形貌、粒径、壳层厚度的影响。随着氨水浓度的增大,HMS微球的壳层厚度先变厚,而后变薄。随着TEOS浓度的增加,壳层厚度逐渐变厚,而CTAB浓度对壳层厚度没有影响。用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)和RAFT试剂对HMS微球表面进行修饰,得到HMS-MPS、 HMS-RAFT微球,再分别进行APS引发自由基聚合、辐射聚合和RAFT接枝聚合,接枝上聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯(PDMAEMA),接枝率分别为16.9%、14.7%和29.4%。与接枝前的BET比表面积789.4m2/g相比,接枝后HMS微球的BET比表面积显著降低,分别为20.4m2/g、20.1m2/g、20.7 m2/g,修饰后的HMS具有封装功能。3.以PS-a@SiO2微球作为种子,通过各向异性成核和生长上周期性介孔有机硅(PMO),成功制备了PS-a@SiO2PMO双组份Janus粒子。除去CTAB和PS-a后得到橡子状H-S-aPMO双组份Janus粒子,对橡子状H-S-aPMO双组份Janus粒子的形成过程进行了初步探讨。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.2;TB383.4

【参考文献】

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本文编号：1305295