載銀納米粒子的pH刺激響應(yīng)性復(fù)合納米水凝膠的研究.pdf

1、pH刺激響應(yīng)性納米水凝膠是粒徑在1～1000nm范圍內(nèi)，可對環(huán)境pH值的微小變化產(chǎn)生響應(yīng)的智能納米水凝膠。如果將金屬納米粒子負(fù)載在pH刺激響應(yīng)性納米水凝膠中，形成的復(fù)合納米水凝膠具有許多特殊的性能，如其中金屬納米粒子的光學(xué)性能或催化活性可隨環(huán)境pH值的變化而發(fā)生改變，因此它在傳感器、微反應(yīng)器、藥物輸送和醫(yī)學(xué)診斷等方面有良好的應(yīng)用前景。本文首先采用沉淀聚合法合成了具有半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(semi-IPN)結(jié)構(gòu)的pH刺激響應(yīng)性納米水凝膠，然后

2、以它為微反應(yīng)器制備了載銀納米粒子的復(fù)合納米水凝膠，最后對復(fù)合納米水凝膠的pH刺激響應(yīng)性、光學(xué)性能和催化活性進(jìn)行了研究。本文研究工作及取得的研究結(jié)果主要有以下幾方面：
　　 (1)采用沉淀聚合法合成出由線性聚丙烯酸(PAA)和交聯(lián)聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)組成的、具有semi-IPN結(jié)構(gòu)的pH刺激響應(yīng)性納米水凝膠(PNIPAM/PAA semi-IPN納米水凝膠)，合成過程中不使用有機(jī)溶劑和乳化劑等小分子有機(jī)化合物，

3、因此該方法具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)。紅外光譜和元素分析結(jié)果表明反應(yīng)介質(zhì)的pH值越低，PNIPAM/PAA semi-IPN納米水凝膠中PAA組分的相對含量也越高。透射電鏡的表征結(jié)果證實(shí)了納米水凝膠具有semi-IPN結(jié)構(gòu)。動態(tài)激光光散射測試結(jié)果表明PNIPAM/PAA semi-IPN納米水凝膠具有很強(qiáng)的pH刺激響應(yīng)性，相轉(zhuǎn)變前后其體積變化可達(dá)到120倍。
　　 (2)以PNIPAM/PAA semi-IPN納米水凝膠為微反應(yīng)器，采用

4、原位還原法合成出載Ag納米粒子的復(fù)合納米水凝膠。具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)的Ag納米粒子均勻地分散在復(fù)合納米水凝膠中。它的平均粒徑在3～7nm之間，重量含量可高達(dá)43％。隨著還原反應(yīng)介質(zhì)pH值的降低，形成的復(fù)合納米水凝膠中Ag納米粒子的粒徑逐漸增大，而重量含量逐漸減少。相同反應(yīng)介質(zhì)pH值條件下，隨著PNIPAM/PAAsemi-IPN納米水凝膠中PAA含量的增加，原位還原反應(yīng)形成的Ag納米粒子粒徑變化不大，而其重量含量明顯增多。
　　

5、 (3)nano-Ag/(PNIPAM/PAA semi-IPN)復(fù)合納米水凝膠具有顯著的pH刺激響應(yīng)性，但它隨著其中Ag納米粒子含量的上升而減弱。nano-Ag/(PNIPAM/PAA semi-IPN)復(fù)合納米水凝膠中Ag納米粒子具有表面等離子體共振的光學(xué)性能，其紫外-可見吸收光譜曲線上最大吸收峰的位置具有pH依賴性，表明該復(fù)合納米水凝膠有望用于pH值檢測的傳感器。nano-Ag/(PNIPAM/PAA semi-IPN)復(fù)合納米水