Pickering乳液研究和Cu<,2>O粒子形貌控制合成

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本文利用反相微乳液聚合合成了一种表面亲油、内部亲水的纳米级乳胶颗粒乳化剂,水相含有丙烯酸、丙烯酰胺及交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺,油相含有大单体甲基丙烯酸十八酯。聚合反应时,水相单体发生共聚的同时也会在油水界面上与油相的大单体聚合,从而制得pH敏感的两亲性乳胶颗粒。通过改变油相单体与水相单体的用量比,我们制备了一系列不同亲水亲油性的乳胶颗粒乳化剂。发现油相单体/水相单体太大(或太小)时,乳胶粒亲油性(或亲水性)太强,以至不能很好地在油水界面组装,配得的乳液不稳定。但如果把乳液调到碱性,就可以获得较稳定的O/W乳液,说明制得的颗粒乳化剂是pH敏感的。当油相单体/水相单体为1时,所得的颗粒乳化剂可以配制很稳定的O/W乳液;用此乳液聚合制得的苯乙烯微球较为均匀。 我们还研究了微米级Cu<,2>O粒子形貌控制的辐射法合成,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对产物进行分析,发现:1)温度和CTAB浓度影响晶体成核速度和生长速度。温度为5℃时,获得凹面立方体Cu<,2>O晶体;当温度为25℃,而CTAB的浓度比较低时,在适当的反应时间内可以获得六角星型Cu<,2>O晶体;当CTAB的浓度足够高(0.41 mol·L<-1>)时,在同样的反应时间内只能获得八面体的Cu<,2>O晶体。结合其它证据,发现八面体是六角星型的一个过渡阶段。在CTAB的浓度更高时(0.62 mol·L<-1>),则获得纺锤体的Cu<,2>O晶体。此时,CTAB的作用机理不同于其在较低浓度下作为帽化试剂,而是作为软模板(形成棒状胶束)。2)CTAB浓度较低时(0.04mol·L<-1>),在高剂量率下,只能获得球状及无规的Cu<,2>O:保持高剂量率,增大CTAB的浓度到0.41 mol·L<-1>,可以获得棒、盘和无规则Cu<,2>O的混合物。3)研究了小分子醇对Cu<,2>O形貌的影响,分别用甲醇、正丙醇和乙醇代替异丙醇,在较高剂量率下,无一例外地得到了六角星型和八面体的混合物,同时注意到六角星各自都有微小的差异。4)由紫外-可见吸收仪(UV-vis)分析,发现六角星型和凹面立方体Cu<,2>O禁带宽分别为2.85eV和2.53 eV,比块状Cu<,2>O的禁带宽(2.17 eV)大,这是由于纳米到微米结构的尺寸效应造成的。另外它们在禁带中都有一个激子分裂能级带宽为1.97 eV,这是由于电离辐射造成晶体缺陷导致的。
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