具有“开关”效应的纳米金/智能聚合物复合物的研究

来源 :中国科学院成都有机化学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lmjgood520
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本文首先制备了表面带有可聚合双键的纳米金粒子,并在此基础上首次成功合成了分散状态良好的,具有温度、溶剂双重电“开关”效应的纳米金粒子/聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)导电复合物以及温敏性纳米金粒子。   首先以烯丙基硫醇和十二烷基硫醇的混合物为配体,成功制备了表面带有可聚合双键的纳米金粒子,并采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-vis)等方法对其进行了表征。   通过一步自由基聚合首次制备了分散状态良好的纳米金粒子/PNIPAm复合物,考察了该复合物中纳米金粒子的分散状态、复合物的温敏性以及金粒子含量、亲水单体、疏水单体、交联度等因素对该复合物溶胀行为的影响。结果表明:纳米金粒子在PNIPAm中的分散状态良好;纳米金粒子的引入对PNIPAm的温敏性没有明显影响;随金粒子含量的增加,PNIPAm的溶胀度略有下降;亲水单体的引入使PNIPAm的最低临界相转变温度(LCST)上升;而疏水单体则使其下降;纳米金粒子/PNIPAm复合物的温敏性具有良好的可逆性。   采用循环伏安法、电导率、恒电位法等手段对纳米金粒子/PNIPAm复合物的电性能进行了表征,结果表明:该复合物的电性能具有可逆性能良好的温度“开关”特性;通过亲、疏水单体的引入、金粒子含量的改变可以调节其“开关”温度。对其导电机理的研究结果表明:在低温阶段,聚合物溶胀,金粒子分散,其导电行为符合量子隧道效应和场致发射理论;而在高温阶段,聚合物收缩,金粒子团聚,其导电行为符合欧姆定律。   考察了溶剂组成对纳米金粒子/PNIPAm复合物导电行为的影响。当复合物在四氢呋喃和环己烷之间变化时,纳米金/PNIPAm复合物的电性能表现为溶剂“开关”效应;改变其溶剂组成,可以很好地调节其电“开关”性能。   最后,利用表面带有可聚合双键的纳米金粒子,制备了表面带有聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)链段的纳米金粒子。初步研究结果表明:该纳米金粒子表面成功地接上了PNIPAm链段;且分散状态良好;同时具有可逆性良好的温敏特性。
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