【摘 要】
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密胺树脂(MF)微球是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的高分子胶体微球。与传统PS,PMMA等胶体微球相比,合成原料低廉易得,形成的微球具有密度大、折射率高、表面具有阳离子特性,且表面富含大量的-NH2、-NH、-OH等功能基团,具有原位还原Au+、Ag+、Pt+等离子的能力。本论文基于MF微球构筑了一系列具有不同结构和功能的空心或Janus胶体材料并探讨了其应用。首先,在酸的催化作用下由三聚氰胺和多聚甲
【基金项目】
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国家自然科学基金(NO.51473089); 陕西省自然科学基础研究计划项目(N0.2018JM5093); 陕西师范大学中央高校基本科研业务费重点项目(NO.GK202002007);
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密胺树脂(MF)微球是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的高分子胶体微球。与传统PS,PMMA等胶体微球相比,合成原料低廉易得,形成的微球具有密度大、折射率高、表面具有阳离子特性,且表面富含大量的-NH2、-NH、-OH等功能基团,具有原位还原Au+、Ag+、Pt+等离子的能力。本论文基于MF微球构筑了一系列具有不同结构和功能的空心或Janus胶体材料并探讨了其应用。首先,在酸的催化作用下由三聚氰胺和多聚甲醛缩聚得到了粒径均匀,单分散的MF微球,并借助MF微球表面基团的还原能力原位还原Ag离子,得到壳层致密的MF/Ag复合胶体微球,并以其为模板制得了 Ag2S-Ag复合空心微球;以MF微球为模板,乙醇和水为溶剂,通过模板牺牲法一步合成出具有空心结构的碱式硝酸镍微球,并探讨了碱式硝酸镍空心微球作为超级电容器的电极材料应用到电化学能量存储;基于MF微球,通过界面保护法合成出一系列Janus结构的胶体粒子,例如:MF/Au Janus粒子,MF/Ag Janus 粒子,MF/ZnO Janus 粒子,MF/PANI Janus 粒子。并以 MF/Au Janus粒子为例,探究了 Janus粒子作为颗粒乳化剂在乳液稳定以及作为催化剂在界面催化方面的应用。本文的研究内容具体如下:(1)以三聚氰胺和多聚甲醛为原料,在酸的催化作用下缩聚制得了 MF微球,并通过MF微球表面丰富的官能团与银氨([Ag(NH3)2]+)离子发生反应,在微球表面原位还原生成了致密的Ag纳米壳层,获得MF/Ag复合胶体微球;以MF/Ag复合胶体微球为模板,乙醇为溶剂,硫代乙酰胺(TAA)为硫源,通过自模板法合成出Ag2S-Ag复合空心微球。通过对TAA用量、反应时间等反应参数的调节,探究了不同结构Ag2S-Ag复合空心微球的形成机理。(2)以MF微球为模板,水和乙醇为介质,六水合硝酸镍为溶质,通过模板牺牲法制备出具有空心结构的碱式硝酸镍微球。通过调节介质中水与乙醇的比例,溶质六水合硝酸镍的用量以及反应时间等反应参数,探究了模板牺牲法形成碱式硝酸镍空心微球的机理。并将结构与组成优化的碱式硝酸镍空心微球作为超级电容器的正极材料,探究其在电化学能量存储方面的应用。(3)基于MF微球为模板,通过界面保护构筑了一系列不同组成结构与功能的Janus胶体粒子。首先,MF微球作为胶体模板,在气-液界面处,通过组装形成二维胶体晶;并借助PDMS对MF微球在空气中的暴露部分进行界面保护封端,得到MF微球部分保护的MF/PDMS平面阵列,将MF/PDMS阵列分别浸入到银氨溶液、四氯金酸溶液、醋酸锌和氢氧化钠的乙醇溶液以及苯胺和过硫酸铵溶液中,分别制得了具有不同化学组成结构的Janus粒子,这些粒子分别为:MF/Au Janus粒子、MF/Ag Janus粒子、MF/ZnO Janus粒子以及MF/PANIJanus粒子。另外,以MF/Au Janus粒子为颗粒乳化剂和界面催化剂,分别进行乳液乳化稳定实验以及对硝基苯甲醚的界面催化还原实验,探究其潜在应用。
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