利用嵌段共聚物制備Janus粒子.pdf

1、本論文主要研究了以嵌段共聚物及其與無機組分的自組裝結構為模板制備各種不對稱納米粒子,特別是金屬-金屬氧化物Janus納米粒子的方法。選用聚乙烯基吡啶-b-聚氧化乙烯(PVP-b-PEO)、聚苯乙烯-b-聚氧化乙烯(PS-b-PEO)、聚苯乙烯-b-聚乙烯基吡啶(PS-b-PVP)與HAuCl4、TiO2、FeCl3等無機組分的自組裝為模型體系,研究了嵌段共聚物與無機組分自組裝形成的各種復合膠束結構及其在進行后處理過程中的形態(tài)和尺寸變化,

2、初步探討了不對稱Janus粒子形成的機制,制備出不對稱金屬-金屬氧化物納米粒子或排列,并研究了不對稱金屬-金屬氧化物納米粒子的催化性能。
　　 (1)研究了Au-TiO2偏心核殼納米粒子的制備方法。利用嵌段共聚物PVP-b-PEO為模板,通過官能基團PVP與氯金酸(HAuCl4)的相互作用,形成了以PVP/HAuCl4為核、PEO為殼的復合膠束。經紫外光照射處理,HAuCl4原位還原為單質Au。結合溶膠凝膠法,TiO2選擇性的附

3、著在PEO外殼上,形成了核殼復合納米粒子。將該核殼復合納米粒子旋涂形成薄膜后,經紫外光照射去除嵌段共聚物,可制備偏心不對稱Au-TiO2核殼納米粒子。這種特殊的Au-TiO2核殼結構可以有效防止Au納米粒子的聚集,同時具有更高的光催化性能。
　　 (2)利用嵌段共聚物PS-b-PEO制備了貴金屬.金屬氧化物Au-TiO2 Janus納米粒子陣列。首先將PS-b-PEO/HAuCh溶液、TiO2前驅體溶液混合,此時HAuCl4和T

4、iO2選擇性地進入PEO微區(qū),形成了以PEO/HAuCl4/TiO2為核、以PS為殼的納米復合膠束。將此復合膠束經旋涂制備單層有機-無機混合薄膜,并置于紫外燈下照射,當有機基質完全去除后,就形成了Au-TiO2 Janus納米粒子陣列。研究結果表明,與TiO2和Au-TiO2復合納米粒子相比,Au-TiO2 Janus納米粒子具有更高的光催化活性。
　　 (3)利用嵌段共聚物PS-b-PVP制備了納米級有機-無機Janus粒子。

5、首先將PS-b-PVP/FeCl3置于甲苯中,由于PVP與FeCl3存在絡合作用,經自組裝可形成以PVP/FeCl3為核、以PS為殼的對稱性球形膠束,隨后往膠束溶液中加入一定量的NaOH溶液。NaOH一方面可調節(jié)溶液的pH值,另一方面可與FeCl3發(fā)生反應,在此過程中,膠束由對稱結構變?yōu)椴粚ΨQ結構。包含有嵌段共聚物PS-b-PVP和鐵化合物的有機-無機Janus粒子既具有納米尺寸的特征,又具有各向異性特征,因此在納米新材料的制備方面具有