【摘要】：Janus材料由兩種不同組分和結(jié)構(gòu)組成,通過復(fù)合不同材料,以獲得各種功能。本論文合成兩親性雪人狀Janus顆粒,并作為固體表面活性劑用于穩(wěn)定油水界面,形成穩(wěn)定的Pickering乳液。通過調(diào)節(jié)油水比,獲得了不同微結(jié)構(gòu)和類型的乳液。本論文研究了相轉(zhuǎn)變過程中乳液體系微結(jié)構(gòu)和Janus顆粒界面聚集結(jié)構(gòu)的變化。進一步采用乳液原位界面材料化的方法將Janus界面取向結(jié)構(gòu)固定并連接,獲得具有Janus特征的超結(jié)構(gòu)材料,分別得到Janus Colloidosomes、通孔材料和雙連續(xù)雙親多孔材料等。1.合成兩親性雪人狀silica@PDVB/PS Janus顆粒,將其作為固體顆粒表面活性劑穩(wěn)定乳液。研究乳液油水比對其微結(jié)構(gòu)和類型的影響。分別獲得水包油、油包水和雙連續(xù)三種結(jié)構(gòu)的乳液。通過流變學(xué)和電化學(xué)測試檢測乳液變化,以光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀測乳液微結(jié)構(gòu)和Janus顆粒聚集結(jié)構(gòu)變化。Janus顆粒在乳液界面呈單層取向排列,親水SiO_2一側(cè)朝向水相而親油PDVB/PS一側(cè)朝向油相。2.以雙親性silica@PDVB/PS Janus顆粒為固體表面活性劑形成穩(wěn)定的水包油乳液,分散相為石蠟(Tm=52-54°C)。Janus顆粒在石蠟表面呈單層排列,氨基修飾的SiO_2一側(cè)朝向水相。向水中滴加氧化葡聚糖水溶液,與SiO_2表面的氨基通過席夫堿反應(yīng)將Janus顆粒交聯(lián)。去除石蠟相,得到外表面親水,內(nèi)表面親油的Janus Colloidosomes。這些Janus Colloidosomes能夠從水中選擇性將油溶性物質(zhì)捕獲到其空腔內(nèi),實現(xiàn)油水分離。該方法具有普適性,以Janus顆粒構(gòu)建水包甲苯乳液和甲苯包水反相乳液,進一步通過AA和DVB單體實現(xiàn)界面原位雙相氧化還原聚合,分別獲得外表面親水、內(nèi)表面親油的Janus Colloidosomes和結(jié)構(gòu)相反的外表面親油、內(nèi)表面親水的Janus Colloidosomes。3.基于雙親性silica@PDVB/PS Janus顆粒穩(wěn)定的高內(nèi)相Pickering乳液構(gòu)建通孔材料。以Janus顆粒穩(wěn)定水和DVB單體形成油包水高內(nèi)相乳液,分散相的體積比高達88%,Janus顆粒用量為0.2 wt%。引發(fā)連續(xù)相DVB單體聚合,得到體相疏水但孔道親水的雙親多孔材料。該雙親通孔材料的體相可吸附油性物質(zhì),親水孔道便于水的流通,進而有效實現(xiàn)油水分離。朝向孔道內(nèi)的Janus顆粒的SiO_2一側(cè)通過修飾不同功能基團能夠賦予孔道以功能性,例如氨基修飾的SiO_2能夠選擇性吸附水中的重金屬Cr~(6+)離子。4.基于雙親性silica@PDVB/PS Janus顆粒乳化的雙連續(xù)乳液,構(gòu)建雙連續(xù)雙親多孔材料。以Janus顆粒穩(wěn)定水和甲苯體系,通過調(diào)節(jié)油水比獲得雙連續(xù)結(jié)構(gòu)乳液。將親水單體AA和親油單體DVB分別溶解于水相和油相,通過乳液界面原位氧化還原聚合固定Janus顆粒,形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Janus顆粒的SiO_2一側(cè)與聚合形成的PAA一同朝向水相,Janus顆粒的PDVB/PS一側(cè)與聚合形成的PDVB一同朝向油相,制備同時具有親水孔道和親油孔道的多孔材料。由于該多孔材料中同時存在兩親性通道,疏水性和親水性溶劑都能浸潤。
【圖文】：

不同形狀的Janus顆粒

圖 1.1 不同形狀的 Janus 顆粒。[3]s 材料的合成料由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點和組成分區(qū)，被廣泛應(yīng)用在不同的組成，衍生出多種制備方法。目前運用較多的，相分離法[25]，，自組裝法[26]和微流控法[27]等。Janus 材法，在結(jié)構(gòu)和組成方面獲得了極大的拓展。
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB33

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本文編號：2696360