无机/有机“核/壳”复合结构及空壳材料的制备与表征

论文摘要

近年来，核壳复合结构及空壳结构材料由于具有特异物理、化学性质，引起了科学界的浓厚兴趣。本文在大量文献调研的基础上，对核壳结构及空壳结构材料的合成方法进行了研究，并取得了如下成果：（1）发展了一种新的基于表面吸附，原位氧化的具有核壳式结构的单分散性的二氧化硅／聚吡咯（Ppy）复合微球的制备方法。并对制备好的SiO2／Ppy复合微球进行化学腐蚀处理，制备出壁厚可裁剪的空腔导电高分子球。SiO2／Ppy复合微球具有核壳式结构，Ppy纳米颗粒在SiO2中心形成均匀的壳层（40 nm～70 nm）。空腔导电高分子球的空腔基本保留着原模版的球形，内外壁轮廓清晰。制备出的SiO2／PPy复合微球及空腔高分子球在材料化学及生物医药技术领域均有着广泛的应用前景。考察了温度、单体的加入量对复合微球形貌的影响；对制备得到的复合微球进行化学腐蚀，可得到聚吡咯空腔微球，试验结果显示，在适合的反应温度下，随着单体加入量的增加，空腔微球的壁厚增加。（2）利用上述研究的机理对磁性Fe3O4粒子进行聚吡咯的包覆，形成磁性聚吡咯导电材料，通过分析各种表征手段的结果，解释了聚吡咯与Fe3O4粒子之间可能存在的相互作用。对Fe3O4粒子和复合粒子的磁性能及吸波性能进行检测，复合粒子在吸波性能上表现出比单一Fe3O4粒子更为优良的性能。（3）利用葡萄糖的水热缩合反应制备胶体碳球，并以碳球为核层材料，在水溶液中吸附金属离子，形成C／Mx+的复合结构，在进行煅烧处理后，形成了金属氧化物空心材料，研究参杂Eu3+离子的Co空心球的荧光性能。并对碳球和金属空球的形成机理进行了讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1.核壳式微球简介
• 1.2 核壳式微球的制备方法简介
• 1.2.1 沉淀和表面反应
• 1.2.2.表面聚合包覆
• 1.2.3 异相凝集
• 1.2.4 声化学
• 1.2.5 乳液聚合
• 1.2.6 层层自组装
• 1.3 形成核壳结构的机理
• 1.3.1 化学键作用
• 1.3.2 静电作用
• 1.3.3 吸附层媒介作用
• 1.4 核壳复合材料的性能
• 1.4.1 光学性质
• 1.4.2 颗粒稳定性
• 1.4.3 材料结构稳定性
• 1.4.4 催化剂稳定性及催化活性
• 1.4.5 颗粒表面亲水疏水性质
• 1.5 本论文的科学依据、研究内容
• 第二章 单分散二氧化硅的制备与形成机理
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品
• 2.2.2 主要实验仪器
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 电镜分析
• 2尺寸的影响。'>2.3.2 TEOS滴加速率对SiO₂尺寸的影响。
• 2.3.3 氨水加入量的影响
• 2.3.4 陈化时间的影响
• 2形貌的影响'>2.3.5 搅拌方式对SiO₂形貌的影响
• 2.3.6 反应温度的影响
• 2.3.7 红外光谱图
• 2尺寸控制机理探讨'>2.3.8 SiO₂尺寸控制机理探讨
• 2.4 本章小结
• 2/聚吡咯核壳式复合粒子和聚吡咯空球'>第三章 原位氧化合成SiO₂/聚吡咯核壳式复合粒子和聚吡咯空球
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 主要实验仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 电镜分析
• 3.3.2 吡咯单体加入量对产物壳层的影响。
• 3.3.3 不同反应温度对产品的影响
• 3.3.4 红外图谱分析
• 3.3.5 核壳结构复合粒子和空心球形成机理探讨
• 3.4 本章小结
• 3O₄/聚吡咯核壳结构材料的制备'>第四章 磁性Fe₃O₄/聚吡咯核壳结构材料的制备
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验药品
• 4.2.2 主要实验仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 磁性聚吡咯材料的结构表征
• 4.3.2 复合材料的形成机理
• 3O₄/PPy复合材料的磁导率和吸波性能'>4.3.3 Fe₃O₄/PPy复合材料的磁导率和吸波性能
• 4.4 本章小结
• 第五章 胶体碳球和金属空壳材料的合成
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验药品
• 5.2.2 主要实验仪器
• 5.2.3 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 电镜分析
• 5.3.2 红外分析
• 5.3.3 荧光检测
• 5.3.4 胶体碳球及金属空心球的形成机理探讨
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果