磺化聚苯乙烯/壳聚糖复合微球形貌调控及性能研究

摘要

表面或内部具有多孔结构的多孔聚合物微球，与传统的内部单腔中空微球相比，具有更高比表面积，较低的相对密度。根据多孔的类型可以把多孔聚合物微球分为开孔和闭孔型，按照整体尺寸大小分为微米和亚微米级，根据该孔径的大小可分为大孔、中孔和微孔。多孔聚合物微球在表面科学领域、吸附剂、离子交换分离、催化剂负载、传感器、太阳能电池等许多领域。
　　多孔聚合物微球可以通过物理法或化学法制备。常见的化学制备方法有悬浮聚合法、种子溶胀法;物理法乳液溶剂蒸发、喷雾干燥法、冷冻干燥法等。
　　本课题研究的主要内容如下:
　　1.本课题中，我们发展了一种反应条件温和、成孔效率高的溶剂诱导界面相分离法来合成多孔复合微球。该方法是通过控制不良溶剂正庚烷在60℃温度下溶蚀磺化聚苯乙烯微球(SPS)，当反应温度降低时，不良溶剂溶解磺化聚苯乙烯微球的性能变差，不破坏微球原有的球形结构，可以制备出具有多孔笼空结构的磺化聚苯乙烯微球。多孔结构的形成过程如下:在醇水体系中，正庚烷液滴在磺化聚苯乙烯微球的表面聚集，形成以磺化微球为中心的Pickering乳液。在室温下正丁醇和正庚烷是磺化聚苯乙烯的不良溶剂，但随着体系温度的增加，正丁醇和正庚烷的溶解逐渐增强，使得磺化微球部分被溶蚀并形成孔洞结构。当温度下降时，正丁醇和正庚烷体系对磺化聚苯乙烯的溶解性差，使得多孔笼状球形的结构固定。
　　2.通过界面诱导相分离法制备了多孔磺化聚苯乙烯/壳聚糖(SPS-CS)复合微球。壳聚糖(CS)是一种含有氨基和羟基的生物材料，由于具有亲水性、生物相容性、生物可降解性能以及良好的重金属离子吸附能力。研究了SPS微球吸附CS、CS交联程度对复合微球形貌结构的影响;在此基础上利用多孔微球SPS/CS复合微球为载体负载纳米银，制备出多孔结构的SPS/CS/Ag纳米复合微球，并研究了其在光催化降解亚甲基蓝(MB)中的效果。结果证实，多孔微球载体能提高CS的有效利用率，并能提高纳米复合结构微球的光催化活性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 聚合物／壳聚糖纳米复合微球

1．2．1 组成

1．2．2 结构

1．2．3 性能

1．3 聚合物／壳聚糖纳米复合微球制备方法

1．3．1 大单体共聚法

1．3．2 界面两亲性自组装方法

1．3．3．种子乳液聚合法

1．4 聚合物／壳聚糖纳米复合微球应用

1．4．1 催化剂载体应用

1．4．2 分子检测应用-表面拉曼增强效应

1．4．3 抗菌材料应用

1．4．4 污水处理应用

1．4．5 药物释放应用

1．5 本论文的设计思路

参考文献

第二章 磺化聚苯乙烯／壳聚糖复合微球形貌调控

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 磺化聚苯乙烯微球(SPS)的制备

2．2．4 磺化聚苯乙烯／壳聚糖(SPS／CS)纳米复合微球的制备

2．2．5 连续法制备多孔SPS／CS纳米复合微球

2．2．6 多孔网状结构SPS和SPS／CS纳米复合微球的制备

2．2．7 微球的吸附试验

2．3 样品表征

2．3．1 透射电镜(TEM)

2．3．2 扫描电镜(TEM)

2．4 结果与讨论

2．4．1 磺化聚苯乙烯(SPS)微球形貌表征及合成优化

2．4．2 SPS／CS纳米复合微球的形貌表征

2．2．3 连续法制备SPS／CS纳米复合微球形貌表征

2．4．4 刻蚀时间对多孔SPS微球形貌的影响

2．4．5 乙酸(AA)溶胀对SPS／CS复合微球形貌的影响

2．4．6 不同溶剂的比例对SP／CS复合微球的影响

2．4．7 刻蚀溶剂THF对SPS／CS复合微球形貌的影响

2．4．8 多孔磺化聚苯乙烯微球结构表征及刻蚀条件优化

2．4．9 吸附时间对三种微球吸附金属离子量的影响

2．5 结论

参考文献

第三章 磺化聚苯乙烯／壳聚糖／银复合微球制备及光催化性能研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 核壳结构SPS／Ag与SPS／CS／Ag复合微球制备

3．2．4 多孔SPS／CS／Ag复合微球制备

3．2．5 亚甲基蓝MB光催化降解实验

3．3 样品表征

3．4 结果与讨论

3．4．1 单分散磺酸化Ps微球的表征

3．4．2 PS／Ag复合微球的表征

3．4．3 多孔磺化PS／CS／Ag复合微球的表征

3．4．4 还原时间对Ag吸附量的影响

3．4．5 还原剂的量对Ag负载量吸附量的影响

3．4．6 实心PS／Ag与多孔PS／CS／Ag微球对亚甲基蓝降解研究

3．4．7 两种复合微球对MB催化降解动力学研究

3．5 结论

参考文献

第四章 磺化聚苯乙烯／壳聚糖／银复合微球的制备及表面拉曼增强研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂

4．2．2 实验仪器

4．2．3 表面拉曼增强(SERS)基底制备

4．3 样品表征方法

4．3．1 透射电镜(TEM)

4．3．2 扫描电镜(SEM)

4．3．3 拉曼散射测定

4．4 结果与讨论

4．4．1 SPS／CS／Ag复合微球形成的机制

4．4．2 三种复合微球表面增强拉曼的比较

4．5 本章结论

参考文献

第五章 总结与展望

致谢

硕士期间发表论文