以嵌段共聚物为模板的多孔材料制备及其结构研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leijunhua
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介孔材料相比微孔材料具有孔径较大的优点,相比大孔材料具有比表面积较高的优点,其不仅可以作为大分子吸附或催化反应的场所,还可以通过进一步的化学改性,用于制备具有特殊用途的高性能复合材料,因此在催化、吸附、分离、传感器、生物技术和光电磁等领域有广泛的应用。本论文运用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法设计合成多种嵌段共聚物,通过核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和傅里叶变换红外(FTIR)等表征技术对嵌段共聚物的结构和组成进行了表征,并将制备得到的嵌段共聚物应用于以下几个方面:以聚苯乙烯-b-聚丙烯酸羟乙酯(PS-b-PHEA)嵌段共聚物为模板剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源前驱体,通过溶胶凝胶和高温焙烧等过程制备得到介孔二氧化硅材料。为了调节介孔二氧化硅材料的孔径,将PS-b-PHEA和3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷(IPTES)通过化学反应生成PS-b-PHEA[Si(OEt)3],后续加入TEOS,通过溶胶凝胶和高温焙烧等过程制备得到的介孔二氧化硅材料中微孔数量明显增多。以聚(苯乙烯-alt-顺丁烯二酸)-b-聚苯乙烯(P(S-alt-MA)-b-PS)为模板剂,以TEOS为硅源,利用模板剂和前驱体之间的氢键相互作用制备得到有机无机杂化硅凝胶,再通过高温焙烧除去模板剂,最终得到介孔二氧化硅材料。以聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)嵌段共聚物为模板剂,以TEOS为硅源前驱体,制备介孔二氧化硅材料。以聚(苯乙烯-alt-马来酸酐)-b-聚苯乙烯(P(S-alt-MAH)-b-PS)嵌段共聚物为模板剂,以酚醛树脂为碳源,制备介孔碳材料。制备得到的介孔材料均通过小角X射线散射(SAXS)、透射电镜(TEM)和低温N2吸附曲线等测试方法对材料的表面形貌和吸附性能做了表征。
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