資源描述：
《親水性二氧化硅納米聚合物的表面改性》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、親水性二氧化硅納米聚合物的表面改性摘要納米二氧化硅（SiO2）接枝水溶性聚合物，即非離子型聚（氧乙烯丙烯酸甲酯）（POEM）和離子型聚（苯乙烯磺酸）（PSSA）通過三個步驟的合成方法來制備：（1）納米二氧化硅（SiO2）顆粒表面硅烷醇基（-OH）的活化，（2）表面改性氯（-Cl)組和（3）納米粒子通過原子轉(zhuǎn)移自由基的聚合（ATRP)的接枝聚合。成功合成和化學(xué)改性的納米SiO2顆粒的組合物，可利用紅外光譜（FT-IR)，紫外可見光譜和X-射線光電子能譜（XPS）得到證實。熱重分析(TGA)的結(jié)果表明，納米聚合物中POEM和PSSA接枝
2、量分別為5%和8%（質(zhì)量分數(shù)）。X-射線衍射（XRD）表明該接枝聚合物沒有明顯改變納米SiO2的微觀結(jié)構(gòu)。納米粒子接枝水溶性聚合物分散性能在醇類溶劑中的改進，可通過掃描電子顯微鏡（SEM）來驗證。關(guān)鍵詞：二氧化硅（SiO2）；納米粒子；原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）；接枝聚合；表面改性1、簡介有機-無機混合材料由于其可利用在如納米材料[1-3]、光電子器件[4-6]、電化學(xué)傳感器、藥物載體和功能量子點材料[7-13]的各個領(lǐng)域，因此受到廣泛的重視。盡管有許多優(yōu)點，要獲得有機-無機混合材料的良好分散性仍然很難，因為無機納米粒子之間有強
3、烈的聚集傾向，而這一傾向會降低納米粒子的物理化學(xué)性能。為了克服這個問題，相當(dāng)大的努力一直致力于設(shè)計和控制制備具有明確定義的有機-無機混合材料。已經(jīng)有一些方法將聚合物鏈連接到無機納米粒子的表面，包括化學(xué)吸附[14]，末端含有官能團的聚合物通過共價鍵合到活性表面，即“graftingto”法[15]和由固定的引發(fā)劑單體的原位聚合反應(yīng)，即“graftingfrom”法[16、17]。在這些方法中，“graftingfrom”法包括引入一個或兩個引發(fā)劑，如偶氮類，過氧化物類，光引發(fā)劑或納米粒子表面上的自由基。接枝聚合物鏈從界面一步一步地不斷
4、增長變化。“graftingfrom”法可以通過陽離子聚合[18]、陰離子聚合[19]、開環(huán)聚合反應(yīng)[20]、傳統(tǒng)自由基聚合反應(yīng)[21]、氮氧介導(dǎo)聚合[22]、可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合[23]和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）[24-26]進行。在這項工作中，納米粒子二氧化硅（SiO2）在水溶性聚合物中接枝改性，如聚（氧乙烯丙烯酸甲酯）（POEM）和聚（苯乙烯磺酸）（PSSA）通過三個步驟的合成方法來制備。所得的有機-無機混合材料其特征在于可采用紅外光譜（FT-IR)，紫外可見光譜，熱重分析(TGA)，X-射線衍射（XRD），X-射線光
5、電子能譜（XPS）進行分析。2、實驗2.1、材料煅制二氧化硅（SiO2，>99.9%，14nm）,氯化氫（H-Cl)溶液，2-氯丙酰氯（CPC，>97%），三乙胺（TEA，>99.5%），4-（二甲基氨基）吡啶（DMAP，>99%），二氯甲烷（MC，>99.8％），聚（氧乙烯丙烯酸甲酯）（POEM，聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯，Mn～475克/摩爾）,4-苯乙烯磺酸鈉鹽水合物（SSA），二甲亞砜（DMSO）和氯化銅（I）（氯化亞銅），1，1，4，7，10，10-六甲基三亞乙基四胺(HMTETA)均購自Aldrich，并且不經(jīng)進一步
6、純化使用。2.2、硅烷醇基團（-OH）的活化：SiO2-OH的合成在一個500毫升的燒杯中，將10克二氧化硅納米顆粒（SiO2）分散在50毫升的H-Cl（10％，體積/體積）中，并攪拌1小時。用水洗滌幾次，在真空下蒸發(fā)溶劑，得到活化的二氧化硅。該產(chǎn)品的產(chǎn)率為90％。2.3、表面改性氯（-Cl）基團：SiO2-Cl的合成在一個250毫升圓底燒瓶中，0.92克DMAP溶液中加入10毫升MC，0.7毫升TEA放入0℃冰冷的燒杯中。接著，10毫升含有1.2毫升CPC的MC加入到該溶液中。將5，0克二氧化硅的逐滴加入到50毫升的MC溶液中，并
7、不斷攪拌。該溶液被用氮氣吹洗30分鐘。將混合物放置在室溫下連續(xù)攪拌18小時。將所得的溶液用己烷洗滌并過濾。最后，該產(chǎn)品在室溫下的干燥烘箱中干燥24小時，并在真空烘箱中進一步干燥24小時。該產(chǎn)品的產(chǎn)率為85％。2.4、接枝納米粒子聚合物：SiO2-G-POEM或SiO2-G-PSSA的合成在100毫升圓底燒瓶中，6毫升的POEM或SSA加入15毫升的DMSO。0.16克Cu-Cl和0.5毫升HMTETA添加到該溶液中，隨后1克SiO2-Cl的納米顆粒也添加進去。將混合物放置在90。C的油浴中24小時。聚合后，將所得溶液加到甲醇中沉淀，
8、并用甲醇洗滌數(shù)次，以除去未反應(yīng)的原料。一步干燥24小時。2.5、表征樣品FT-IR光譜的采集使用64-64掃描、信號平均分辨率在4cm-1Excalibur系列的FT-IR（DIGLAB有限公司）儀器，而頻率范圍在4000-60℃m-
