本文關鍵詞：模板法在功能性微球制備及組裝中的應用研究

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【摘要】：近年來,聚合物微球在催化劑、水處理、光子晶體、環(huán)境保護、生物工程及傳感器、藥物的靶向運輸與緩釋、智能仿生材料等方面得到了廣闊的應用。目前、有眾多方法可以制備多種多樣的聚合物微球、其中應用比較廣泛的就是分散聚合和乳液聚合,這兩種方法可以合成出單分散性較好的聚合物微球,并且通過改進實驗配方等,可以很好地調控微球的形貌和粒徑大小,從而得到科學家們越來越多的關注。本文在分散聚合和乳液聚合的基礎上,通過對合成過程和實驗配方的改進,并與模板法(模板法合成與模板法組裝)相結合,制備出了“蘑菇頭”形狀的二氧化鈦空心微球、核殼結構的磁性四氧化三鐵/二氧化硅微米復合微球、以及不同粒徑的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)納米微球,并探究了他們各自的相關應用,本論文的主要研究內容包括以下三個方面:1.結合分散聚合,控制交聯(lián)劑二乙烯基苯溶液的滴加速率和滴加時間,分別獲得了形貌可控的各向同性和各向異性的聚苯乙烯微球,并且各自具有較好的單分散性,再結合模板法制備出了各項異性“蘑菇頭”形狀的空心二氧化鈦微米級微球,并且此各向異性二氧化鈦空心微球表現(xiàn)出了高效的萃取及光催化性能。2.首先制備出了超順磁的四氧化三鐵納米粒子,再結合分散聚合,制備出超順磁的大粒徑單分散的四氧化三鐵/聚苯乙烯復合微球,再采用模板法,在其表面包覆上二氧化硅殼層材料,通過化學腐蝕法去除聚苯乙烯材料,得到了超順磁的四氧化三鐵/二氧化硅核殼結構的空心微球,這種微球表現(xiàn)出了高效的萃取及快速的磁性分離能力,在磁性分離材料領域具有廣闊的應用前景。3.采用乳液聚合,通過改變乳液聚合體系中乳化劑的配比,制備出了粒徑尺寸可控的單分散的聚合物乳膠粒微球。然后對微球進行模板組裝,制備復雜圖案化的膠體光子晶體:首先通過光刻技術制備出了圖案化的硅片模板,然后經(jīng)過1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷對硅片模板進行表面修飾,使圖案化的硅片模板表現(xiàn)出超疏水的特性,然后通過“固定間隙大小的三明治法”制備出了不同圖案結構形狀的膠體光子晶體,包括線形陣列、十字交叉線形陣列、三角形陣列、正方形陣列、五邊形陣列、六邊形陣列、不同直徑大小的環(huán)形陣列,以及通過二次組裝形成的雙帶隙的十字交叉線形圖案,點線復合結構,網(wǎng)格結構等。通過這種方法制備光晶圖案,模板可以重復使用,更重要的是我們制備的圖案化光子晶體步驟簡單,樣品可以直接組裝在目標基材上,無需犧牲模板或者再次轉移,減少了去除模板或轉移過程中對樣品的損壞。最后結合香豆素6合成了熒光微球,再通過模板組裝形成的環(huán)形圖案膠體光子晶體表現(xiàn)出了一定的光波導性能,我們相信這種結構未來在光波導及激光諧振器方面具有重要的應用前景。
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O631;TB383.1

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