基于貽貝仿生化學(xué)的碳納米復(fù)合材料及熒光高分子納米探針構(gòu)筑研究.pdf

1、開發(fā)碳納米復(fù)合材料對科技進(jìn)步和社會發(fā)展具有重要意義。近些年來，碳納米高分子復(fù)合材料以其優(yōu)異的綜合性能引起研究者的興趣，并取得了較大的發(fā)展。但現(xiàn)有的制備方法，普遍存在一些問題。如共價(jià)法要求碳納米材料有可以反應(yīng)的活性位點(diǎn)，而碳納米材料表面的官能團(tuán)很少或沒有，同時(shí)共價(jià)制備法會對碳納米材料的結(jié)構(gòu)造成破壞。非共價(jià)法制備出的復(fù)合材料相互作用力較弱。為此，探究新方法、開辟新工藝、研究新物質(zhì)對開發(fā)性能優(yōu)異的碳納米復(fù)合材料勢在必行。而貽貝仿生化學(xué)是近幾年

2、發(fā)展起來的一種綠色、環(huán)?；瘜W(xué)，可以對幾乎所有固體進(jìn)行表面修飾、改性。目前，利用貽貝仿生化學(xué)對碳納米材料的修飾已有報(bào)道，但鮮見借助貽貝仿生化學(xué)構(gòu)筑碳納米高分子復(fù)合材料，尤其是具有響應(yīng)性的碳納米高分子復(fù)合材料的報(bào)道。同時(shí)，已有用多巴胺制備熒光納米粒子的報(bào)道，但用其制備真正意義上的熒光高分子的報(bào)道卻很少。因此，本論文從實(shí)際出發(fā)，全面思考，提出了基于貽貝仿生化學(xué)構(gòu)筑碳納米高分子復(fù)合材料和熒光高分子的思路。
　　論文實(shí)驗(yàn)部分有第二、三、四章

3、，共計(jì)三章。其中，依次分別為:基于貽貝仿生化學(xué)的碳納米管復(fù)合材料的構(gòu)筑研究，基于貽貝仿生化學(xué)的氧化石墨烯復(fù)合材料的構(gòu)筑研究和基于貽貝仿生化學(xué)的熒光高分子構(gòu)筑研究。相應(yīng)各章的具體內(nèi)容如下:
　　(1)第二章為基于貽貝仿生化學(xué)的碳納米管復(fù)合材料的構(gòu)筑研究。鑒于碳納米管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合多巴胺堿性自聚的特性，對碳納米管進(jìn)行多巴胺化，在其表面形成一層聚多巴胺膜。然后，將可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合的鏈轉(zhuǎn)移劑反應(yīng)在碳納米管-多巴胺表面，作為下一步

4、反應(yīng)的鏈轉(zhuǎn)移劑。最后，通過聚合反應(yīng)將聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的聚合連接在碳納米管表面，形成分散穩(wěn)定性良好的碳納米管高分子復(fù)合材料。
　　(2)第三章為氧化石墨烯高分子復(fù)合材料的構(gòu)筑。將石墨粉進(jìn)行氧化，得到氧化石墨烯。然后，同第二章，對氧化石墨烯進(jìn)行多巴胺化。利用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合法，制備聚丙烯酸和聚(N-異甲基丙烯酰胺)。最后，在堿性環(huán)境下，氧化石墨烯-多巴胺和聚丙烯酸、聚(N-異甲基丙烯酰胺)分別反應(yīng)，制備相應(yīng)的高分子碳納

5、米復(fù)合材料。在此基礎(chǔ)上，探究了高分子碳納米復(fù)合材料的分散性和溶液穩(wěn)定性。氧化石墨烯/聚(N-異丙基丙烯酰胺)和氧化石墨烯/聚丙烯酸納米復(fù)合材料不僅具有良好的水溶液及有機(jī)溶劑分散性，還分別具有溫度和pH響應(yīng)性。
　　(3)第四章為基于貽貝仿生化學(xué)的熒光高分子構(gòu)筑。首先，通過RAFT聚合和多組分反應(yīng)制備側(cè)鏈含有多巴胺的高分子。然后與PEI反應(yīng)，得到熒光高分子納米粒子。這種制備熒光高分子的新方法，不僅取材于沒有熒光特性的多巴胺和多氨基化