P（NVA-co-St）共聚微球的合成及其与稀土离子相互作用的研究

论文摘要

本文选择N-乙烯基乙酰胺（NVA）和苯乙烯（St）为基本单体,分别采用无皂乳液聚合和无皂种子乳液聚合法,合成了P（NVA-co-St）无规共聚纳米微球和PNVA-co-PSt核壳结构纳米微球,以此为配位基质,通过在温和的反应条件下与铽（Tb）、铕（Eu）两种稀土离子进行配位反应,合成了四种稀土/高分子纳米微球配合物。对于P（NVA-co-St）无规共聚纳米微球的制备,探讨了单体配比、引发剂用量、聚合反应温度、聚合反应时间四个因素对微球粒径的影响,根据实验结果得出了最佳的制备条件;并用凝胶渗透色谱（GPC）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、Zeta电位、红外光谱（FTIR）、紫外光谱（UV）和荧光光谱分别对P（NVA-co-St）纳米微球和PNVA-co-PSt微球样品的分子量、形态、结构和光谱性质进行了相关表征。由TEM和SEM观察发现,两类纳米微球具有良好的单分散性、微球表面光滑,而且稀土离子的加入并未对其粒径和表面形态产生影响;而Zeta电位、红外光谱、紫外光谱的表征表明:微球与稀土离子之间不仅存在静电引力作用,同时两者间还发生了配位反应,这两种作用方式都可以改变高分子纳米微球的共轭结构,影响其吸收和发射光谱的性质。荧光光谱研究表明,由无皂种子乳液聚合法制得的PNVA-co-PSt核壳结构纳米微球与稀土离子配位后的荧光增强效果明显,优于由传统无皂乳液聚合法合成的P（NVA-co-St）无规共聚纳米微球;其中PNVA-co-PSt纳米微球与Tb（Ⅲ）离子形成的二元配合物微球具有增强的Tb（Ⅲ）离子的特征发射峰,且峰型尖锐,单色性好;而其与Eu（Ⅲ）离子形成的配合物体系虽出现了增强的Eu（Ⅲ）离子的特征发射峰,但峰型较宽,这可能在某种程度上限制其广泛的应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 稀土发光材料概述
• 1.2.1 稀土元素简介
• 1.2.2 稀土发光材料的分类
• 1.2.3 稀土发光的机理及能量传递理论
• 1.3 稀土-高分子发光材料概述
• 1.3.1 掺杂型稀土高分子配合物
• 1.3.2 键合型稀土高分子配合物
• 1.4 发光稀土配合物的应用与纳米配合物颗粒
• 1.4.1 发光稀土配合物的应用
• 1.4.2 稀土配合物纳米颗粒
• 1.5 本论文研究内容与工作设计
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究方法
• 1.5.3 研究成果
• 第二章 P（NVA-CO-ST）共聚物纳米微球的制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器及设备
• 2.2.3 P（NVA-co-St）共聚纳米微球的合成
• 2.2.4 样品的表征方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 P（NVA-co-St）纳米微球的结构分析
• 2.3.2 P（NVA-co-St）纳米微球的粒径的影响因素
• 2.4 本章小结
• 第三章 RE（Ⅲ）-P（NVA-CO-ST）配合物纳米微球的制备及表征（RE=TB, EU）
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器及设备
• 3.2.3 Tb（Ⅲ）-P（NVA-co-St）与Eu（Ⅲ）-P（NVA-co-St）体系的合成
• 3.2.4 样品的表征方法
• 3.3 TB（Ⅲ）-P（NVA-CO-ST）二元体系结果与讨论
• 3.3.1 SEM 观察
• 3.3.2 红外光谱分析
• 3.3.3 紫外光谱分析
• 3.3.4 荧光光谱分析
• 3.4 EU（Ⅲ）-P（NVA-CO-ST）二元体系结果与讨论
• 3.4.1 SEM 观察
• 3.4.2 红外光谱分析
• 3.4.3 紫外光谱分析
• 3.4.4 荧光光谱分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 RE（Ⅲ）-PNVA-CO-PST 核壳纳米微球配合物的制备及表征（RE=TB, EU）
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器及设备
• 4.2.3 Tb（Ⅲ）-PNVA-co-PSt 与Eu（Ⅲ）-PNVA-co-PSt 配合物微球的制备
• 4.2.4 样品的表征方法
• 4.3 TB（Ⅲ）-PNVA-CO-PST 二元体系结果与讨论
• 4.3.1 配合物微球形态的观察
• 4.3.2 Zeta 电位比较
• 4.3.3 红外光谱分析
• 4.3.4 紫外光谱分析
• 4.3.5 荧光光谱分析
• 4.4 EU（Ⅲ）-PNVA-CO-PST 二元体系结果与讨论
• 4.4.1 配合物微球形态的观察
• 4.4.2 Zeta 电位比较
• 4.4.3 红外光谱分析
• 4.4.4 紫外光谱分析
• 4.4.5 荧光光谱分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文