微納馬達是指能夠?qū)⒏鞣N形式的能量(如化學(xué)能、光能、電能、磁能等)轉(zhuǎn)化為機械運動的微納米裝置,在藥物靶向運輸、無創(chuàng)微手術(shù)、生物傳感、環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。然而,現(xiàn)有的微納馬達制備方法大多操作過程復(fù)雜,所需設(shè)備昂貴,并且難以實現(xiàn)大規(guī)模制備,限制了其實際應(yīng)用。本文基于液滴微流控技術(shù),使用乳液液滴作為模板,巧妙地制備出了形狀、尺寸可控的自驅(qū)動型聚合物微馬達,研究其自驅(qū)動特性及其催化降解水中有機污染物的性能。具體研究工作如下:(1)采用微流控方法一步制造多功能聚合物Janus微馬達。使用微流控裝置中的三相流體形成的W/O/W雙重乳液為初始模板,通過控制有機中間相的組成,控制乳液由最初的核-殼結(jié)構(gòu)到所需形狀的演化;通過在內(nèi)相和中間相流體中加入功能性納米顆粒獨立控制界面性質(zhì),并通過紫外光固化得到所需的多功能微馬達。系統(tǒng)研究了微馬達的自驅(qū)動特性和催化降解水中有機污染物的性能。(2)建立了一種基于微流控和溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)的液-液相分離制備Janus微馬達的方法。研制出了形狀和尺寸可控的氣泡推進型微馬達,用于氧化降解廢水中的有機污染物。以微乳液作為模板,通過相分離和紫外誘導(dǎo)單體聚合,可以大量制...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)的相分離法制備磁性Janus粒子的示意圖

自驅(qū)動聚合物Janus微馬達的構(gòu)建及性能研究8助助溶劑的揮發(fā)誘導(dǎo)乳液的相分離外，還可以利用原位聚合的合成策略來構(gòu)建Janus粒子。圖1.1溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)的相分離法制備磁性Janus粒子的示意圖(2）種子增長乳液聚合法種子增長乳液聚合法是一種常見的用于制備形狀較復(fù)雜的Janus粒子的....

圖1.2MnFe2O4基罐狀微馬達

自驅(qū)動聚合物Janus微馬達的構(gòu)建及性能研究10圖1.2MnFe2O4基罐狀微馬達Kong等[18]制備的Mg/PtJanus型微馬達，在人體血清中能夠快速運動，從而增強血糖的電化學(xué)檢測信號強度和靈敏度。該微馬達能夠與水持續(xù)反應(yīng)釋放氫氣泡，不需要額外添加有毒的燃料和表面活性劑，體....

圖1.3半球狀(a)和碗狀(b)微馬達的SEM圖，標(biāo)尺為100μm.(c)微馬達凹面的Ag納米顆粒，標(biāo)尺為200nm.(d)內(nèi)部的Fe3O4納米顆粒，標(biāo)尺為100μm.(e)凸面的TiO2納米顆粒，標(biāo)尺為10μm

濟南大學(xué)碩士學(xué)位論文11Chen等[87]利用微流控方法一步制造出多功能的自驅(qū)動Janus型微馬達（ETPTA/Ag-Fe3O4-TiO2），該聚合物微馬達的內(nèi)部含有Fe3O4納米顆粒，其凹面和凸面分別涂覆有Ag和TiO2納米顆粒（圖1.3）。在H2O2溶液中，該微馬達能夠催化H....

圖2.1微流控裝置產(chǎn)生W/O/W雙重乳液的示意圖

濟南大學(xué)碩士學(xué)位論文19表2.2主要儀器及設(shè)備一覽表儀器及設(shè)備名稱型號產(chǎn)地紫外-可見分光光度計UV-5100B上海元析儀器有限公司電子分析天平JA2003上海科銳實業(yè)有限公司微量注射泵LSP01-1A保定蘭格恒流泵有限公司精密蠕動泵BT100-2j保定蘭格恒流泵有限公司磁力攪拌器....

本文編號：3957545