模板法在功能性微球制备及组装中的应用研究

发布时间：2017-11-11 12:33

  本文关键词：模板法在功能性微球制备及组装中的应用研究

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【摘要】：近年来,聚合物微球在催化剂、水处理、光子晶体、环境保护、生物工程及传感器、药物的靶向运输与缓释、智能仿生材料等方面得到了广阔的应用。目前、有众多方法可以制备多种多样的聚合物微球、其中应用比较广泛的就是分散聚合和乳液聚合,这两种方法可以合成出单分散性较好的聚合物微球,并且通过改进实验配方等,可以很好地调控微球的形貌和粒径大小,从而得到科学家们越来越多的关注。本文在分散聚合和乳液聚合的基础上,通过对合成过程和实验配方的改进,并与模板法(模板法合成与模板法组装)相结合,制备出了“蘑菇头”形状的二氧化钛空心微球、核壳结构的磁性四氧化三铁/二氧化硅微米复合微球、以及不同粒径的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米微球,并探究了他们各自的相关应用,本论文的主要研究内容包括以下三个方面:1.结合分散聚合,控制交联剂二乙烯基苯溶液的滴加速率和滴加时间,分别获得了形貌可控的各向同性和各向异性的聚苯乙烯微球,并且各自具有较好的单分散性,再结合模板法制备出了各项异性“蘑菇头”形状的空心二氧化钛微米级微球,并且此各向异性二氧化钛空心微球表现出了高效的萃取及光催化性能。2.首先制备出了超顺磁的四氧化三铁纳米粒子,再结合分散聚合,制备出超顺磁的大粒径单分散的四氧化三铁/聚苯乙烯复合微球,再采用模板法,在其表面包覆上二氧化硅壳层材料,通过化学腐蚀法去除聚苯乙烯材料,得到了超顺磁的四氧化三铁/二氧化硅核壳结构的空心微球,这种微球表现出了高效的萃取及快速的磁性分离能力,在磁性分离材料领域具有广阔的应用前景。3.采用乳液聚合,通过改变乳液聚合体系中乳化剂的配比,制备出了粒径尺寸可控的单分散的聚合物乳胶粒微球。然后对微球进行模板组装,制备复杂图案化的胶体光子晶体:首先通过光刻技术制备出了图案化的硅片模板,然后经过1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷对硅片模板进行表面修饰,使图案化的硅片模板表现出超疏水的特性,然后通过“固定间隙大小的三明治法”制备出了不同图案结构形状的胶体光子晶体,包括线形阵列、十字交叉线形阵列、三角形阵列、正方形阵列、五边形阵列、六边形阵列、不同直径大小的环形阵列,以及通过二次组装形成的双带隙的十字交叉线形图案,点线复合结构,网格结构等。通过这种方法制备光晶图案,模板可以重复使用,更重要的是我们制备的图案化光子晶体步骤简单,样品可以直接组装在目标基材上,无需牺牲模板或者再次转移,减少了去除模板或转移过程中对样品的损坏。最后结合香豆素6合成了荧光微球,再通过模板组装形成的环形图案胶体光子晶体表现出了一定的光波导性能,我们相信这种结构未来在光波导及激光谐振器方面具有重要的应用前景。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631;TB383.1

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本文编号：1171443