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复合纳米粒子是当今纳米科技领域的研究热点,目前常用的制备复合纳米粒子的方法多为“硬复合”法,然而该方法常需要在较为苛刻的条件下反应,且合成过程也较为复杂。因此,我们提出了比较新颖的“软复合”法——用两亲性聚合物作为“粘合剂”,将两种不同的无机纳米粒子“粘结”在一起,从而制备复合纳米粒子。研究中我们采用可逆加成.断裂链转移自由基聚合(RAFT聚合)法制备聚合物,并对其可控性进行了研究,同时采用凝胶渗透色谱(GPC)和核磁共振氢谱(NMR)对聚合反应过程进行了动力学跟踪。通过动态光散射(DLS)对制备的纳米粒子进行了表征;使用拉曼(Raman)光谱确认了双硫键的引入;最后利用透射电子显微镜(TEM)对制备出的软复合粒子进行了形貌观察。具体研究内容和结论如下:
1、采用RAFT方法成功合成了均聚物POE、两嵌段共聚物POE-PGMA、三嵌段共聚物POE-PGMA-PMPS和POE-PGMA-P(DOPA-TBS-MAC),并对其进行了动力学跟踪,分别用GPC和NMR表征其分子量和聚合物的结构。研究表明,聚合物合成过程中PDI都维持在1.2以内,呈现窄分布的特点,同时峰型基本一致且对称性较好,未出现肩峰,说明聚合控制良好。
2、成功的合成了几种不同类型的纳米粒子,例如金纳米粒子、二氧化硅纳米粒子、磁性纳米粒子,利用DLS以及TEM表征了粒径以及形貌。从TEM可以计算出,Au NPs尺寸大小约为5.3±1.9nm;SiO2NPs粒径约为528±25nm。
3、采用两条路线分别研究了金与二氧化硅纳米粒子之间的偶联,其中路线一用合成的三嵌段聚合物先与硫辛酸反应,但提纯时产物不能溶解在THF中,因此无法进行相应的表征和下一步的偶联;路线二中我们调整了反应思路,首先将聚合物与二氧化硅偶联,之后将包覆有聚合物二氧化硅的纳米粒子先与硫辛酸反应,再与金纳米粒子偶联,最终成功的制备了金与二氧化硅复合纳米粒子。从TEM照片中可以看到Au NPs位于SiO2NPs表面的聚合物薄层中,为了证明两种纳米粒子之间不是简单的物理包埋,我们将得到的复合纳米粒子超声处理1h,然后从TEM照片中发现AuNPs仍然位于SiO2NPs表面,这表明了聚合物与纳米粒子之间存在一种强有力的作用力,即化学键之间的相互作用。
4、完成了多巴胺型三嵌段共聚物POE-PGMA-P(DOPA-TBS-MAC)与硫辛酸的反应,以及邻酚羟基的脱保护。初步尝试了金与磁性纳米粒子的复合,但效果不甚理想,还有待进一步优化。
1、采用RAFT方法成功合成了均聚物POE、两嵌段共聚物POE-PGMA、三嵌段共聚物POE-PGMA-PMPS和POE-PGMA-P(DOPA-TBS-MAC),并对其进行了动力学跟踪,分别用GPC和NMR表征其分子量和聚合物的结构。研究表明,聚合物合成过程中PDI都维持在1.2以内,呈现窄分布的特点,同时峰型基本一致且对称性较好,未出现肩峰,说明聚合控制良好。
2、成功的合成了几种不同类型的纳米粒子,例如金纳米粒子、二氧化硅纳米粒子、磁性纳米粒子,利用DLS以及TEM表征了粒径以及形貌。从TEM可以计算出,Au NPs尺寸大小约为5.3±1.9nm;SiO2NPs粒径约为528±25nm。
3、采用两条路线分别研究了金与二氧化硅纳米粒子之间的偶联,其中路线一用合成的三嵌段聚合物先与硫辛酸反应,但提纯时产物不能溶解在THF中,因此无法进行相应的表征和下一步的偶联;路线二中我们调整了反应思路,首先将聚合物与二氧化硅偶联,之后将包覆有聚合物二氧化硅的纳米粒子先与硫辛酸反应,再与金纳米粒子偶联,最终成功的制备了金与二氧化硅复合纳米粒子。从TEM照片中可以看到Au NPs位于SiO2NPs表面的聚合物薄层中,为了证明两种纳米粒子之间不是简单的物理包埋,我们将得到的复合纳米粒子超声处理1h,然后从TEM照片中发现AuNPs仍然位于SiO2NPs表面,这表明了聚合物与纳米粒子之间存在一种强有力的作用力,即化学键之间的相互作用。
4、完成了多巴胺型三嵌段共聚物POE-PGMA-P(DOPA-TBS-MAC)与硫辛酸的反应,以及邻酚羟基的脱保护。初步尝试了金与磁性纳米粒子的复合,但效果不甚理想,还有待进一步优化。