多巴胺(DA)是一種生物分子,其最常被使用的形式是鹽酸鹽。多巴胺具有羥基和氨基官能團(tuán),所以它具有優(yōu)異的還原性,且在堿性條件下氧化自聚合生成聚多巴胺。由于聚多巴胺含有兒茶酚和氨基等官能團(tuán),所以具有較強(qiáng)的粘附性能,此外,它還具有無毒、生物相容性好、可生物降解等特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于表面修飾、藥物傳遞、催化等領(lǐng)域。在隔絕氧氣、UV光照射下,聚多巴胺上的氨基或羥基官能團(tuán)上能夠產(chǎn)生自由基,可以引發(fā)一系列丙烯酸類、甲基丙烯酸酯類單體以及苯乙烯聚合。聚多巴胺膠囊由于具有pH響應(yīng)性和可控的壁厚而引起了廣大科研工作者的關(guān)注。目前,主要通過軟／硬模板制備聚多巴胺膠囊,然而,這些方法需要多步操作且需要使用有機(jī)試劑去除模板,限制了聚多巴胺膠囊的應(yīng)用。而聚合誘導(dǎo)自組裝(PISA)技術(shù)將聚合、組裝過程同時(shí)進(jìn)行,并可以調(diào)控聚合物的結(jié)構(gòu),具有產(chǎn)量高、形貌多樣、操作簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn),引起了科研工作者的極大關(guān)注�；诜律喟桶坊瘜W(xué)的優(yōu)異性,結(jié)合共沉淀方法、光引發(fā)聚合方法及聚合誘導(dǎo)自組裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì),本論文以尋找更加綠色、溫和、簡(jiǎn)便的方法制備微納米材料為目的,詳細(xì)研究了基于仿生多巴胺制備的微納米材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及功能。具體研究?jī)?nèi)容如下：第一章：概述了多巴胺的聚合方法；詳細(xì)討論了不同形貌的聚多巴胺的制備及其應(yīng)用；然后簡(jiǎn)單介紹了光催化(Ag/AgCl、氮化碳)的研究,并闡述了聚合誘導(dǎo)自組裝技術(shù)的研究現(xiàn)狀；最后闡明了論文的選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容。第二章：以多巴胺鹽酸鹽作為氯源和還原劑,硝酸銀溶液作為氧化劑,通過改變反應(yīng)體系的起始pH值和表面活性劑的濃度,室溫下一鍋法制備出了一系列形貌、組分可控的Ag@AgCl光催化劑。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、能量分析光譜(EDS)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)和紫外可見光譜等手段對(duì)所制備的催化劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征；同時(shí)研究了光催化劑的催化性能和穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明：不同反應(yīng)pH值所制備催化劑的組分不同,通過光催化降解實(shí)驗(yàn)證明了所制備的催化劑具有優(yōu)異的光催化性能和穩(wěn)定性能(至少可重復(fù)使用15次)。第三章：基于前一章節(jié)的技術(shù),利用聚多巴胺優(yōu)異的粘附性能和良好的電子傳輸性能,制備出了Ag/AgCl-PDA氮化碳(SPCN)復(fù)合光催化劑。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、XRD、XPS和紫外可見漫反射(UV-vis DRS)、紅外光譜(FT-IR)和熱重分析(TGA)等手段,結(jié)合自由基捕獲實(shí)驗(yàn)、光致發(fā)光光譜(PL)、光電流等實(shí)驗(yàn),研究了所制備的SPCN復(fù)合光催化劑。結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)表征證明了SPCN復(fù)合光催化劑的成功制備,降解實(shí)驗(yàn)證明了所制備的復(fù)合催化劑較CN、Ag/AgCl、 Ag/AgCl-CN具有更好的光催化性能；自由基捕獲實(shí)驗(yàn)證明了空穴在光降解過程中起主要作用；最終提出了一種可行的反應(yīng)機(jī)理,聚多巴胺作為粘合劑,在不破壞CN原本結(jié)構(gòu)的情況下,既增強(qiáng)了Ag/AgCl與氮化碳之間的作用,避免了二次環(huán)境污染,又加速了光生載流子的分離。第四章：結(jié)合聚合誘導(dǎo)自組裝理念,以多巴胺小分子作為光引發(fā)劑,代替PISA中使用的大分子引發(fā)劑或鏈轉(zhuǎn)移劑,在隔絕氧氣、UV照射條件下引發(fā)苯乙烯單體聚合,利用聚苯乙烯鏈段的疏水性、多巴胺的水溶性和多巴胺在堿性條件的氧化自聚合,成功制備了形貌均一的聚多巴胺膠囊。通過透射電子顯微鏡(TEM)、SEM、TGA等手段對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征；結(jié)果表明通過改變DA和苯乙烯濃度可以調(diào)節(jié)膠囊的形貌和尺寸,碳化后的聚多巴胺膠囊表現(xiàn)為中空結(jié)構(gòu)且具有較好的氧還原反應(yīng)(ORR)性能。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O631.5;O643.3
文章目錄
摘要
Abstract
附表中英文對(duì)照及縮寫
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 引言
1.2 聚多巴胺概述
1.2.1 聚多巴胺的制備方法
1.2.2 不同形貌聚多巴胺的制備
1.2.3 聚多巴胺在表面接枝中的應(yīng)用
1.3 光催化技術(shù)
1.3.1 半導(dǎo)體光催化原理
1.3.2 等離子體Ag/AgCl光催化劑
1.3.3 有機(jī)半導(dǎo)體氮化碳光催化劑
1.4 光引發(fā)聚合研究概述
1.5 聚合誘導(dǎo)自組裝研究現(xiàn)狀
1.6 立題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
第二章 多巴胺輔助一步法制備形貌、組分可調(diào)的Ag@AgCl光催化劑
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 實(shí)驗(yàn)部分
2.3.1 P-Ag@AgCl納米光催化劑的制備
2.3.2 產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征
2.3.3 催化劑的光催化性能評(píng)價(jià)
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 納米光催化劑的結(jié)構(gòu)表征
2.4.2 納米光催化劑的性能評(píng)價(jià)
2.4.3 光催化機(jī)理的探討
2.5 本章小結(jié)
第三章 多巴胺化學(xué)輔助的Ag/AgCl/氮化碳的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.3 實(shí)驗(yàn)部分
3.3.1 氮化碳（CN）的合成
3.3.2 SPCN復(fù)合光催化劑的制備
3.3.3 復(fù)合催化劑的表征
3.3.4 光催化性能的評(píng)價(jià)
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
3.4.2 光催化活性評(píng)價(jià)
3.4.3 光催化機(jī)理的研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 光引發(fā)聚合誘導(dǎo)自組裝制備聚多巴胺膠囊及其應(yīng)用研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.3 實(shí)驗(yàn)部分
4.3.1 光引發(fā)聚合誘導(dǎo)自組裝制備聚多巴胺膠囊
4.3.2 聚多巴胺膠囊的碳化
4.3.3 產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征
4.3.4 電化學(xué)性能測(cè)試
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 聚多巴胺膠囊的結(jié)構(gòu)表征
4.4.2 電化學(xué)性能測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝
導(dǎo)師評(píng)閱表
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