亲水性超支化接枝超支化共聚物的合成及其在制备纳米粒子方面的应用

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1、亲水性超支化接枝超支化共聚物的合成及其在制备纳米粒子方面的应用SynthesisofHydrophilicHyperbranched-graft-hyperbranchedCopolymersandTheirApplicationsinthePreparationofNanoparticles学科专业：化学研究生：樊佑指导教师：陈宇教授万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的

2、材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要本论文制备了以超支化聚乙烯亚胺（HPEI）为核、超支化聚缩水甘油醚醇（HPG）为壳的

3、亲水性超支化接枝超支化共聚物HPEI-g-HPG。对产物的制备、提纯及荧光产生机理进行了探究。此外，还研究了此共聚物在制备量子点和金纳米颗粒方面的应用。具体内容如下：1.首先用缩水甘油对HPEI端基进行改性制备具有大量端羟基的HPEI-OH，然后以HPEI-OH为大分子引发剂引发缩水甘油单体阴离子开环聚合，从而制得HPEI-g-HPG。通过控制反应温度、去质子化比、溶剂量、滴加速度等对聚合反应条件进行了优化。在优化条件下，通过改变单体与引发剂的投料比，制备出具有不同壳层HPG接枝量的HPEI-g-HPG。采用酸化沉淀法将反应中产生的缩水甘油均聚物有效去除，实现了产物的提

4、纯。通过核磁氢谱、核磁碳谱、红外光谱、凝胶渗透色谱等方法对纯化产物进行表征。对纯化产物的荧光及其影响因素和产生机理进行了探究，提出了三级胺氧化物是产生荧光的重要因素的结论。2.将制备得到的HPEI-g-HPG应用于水相量子点（QDs）的一步法合成。实验发现，HPEI-g-HPG可作为高分子模板，通过共沉淀法成功制备出水溶性硫化镉量子点（CdSQDs）。通过控制制备过程中的温度、晶核成长时间、镉硫比、氮硫比等因素对QDs制备条件进行优化。经对比发现，氮硫比相同情况下，壳层HPG接枝量越大的聚合物制备得到量子点荧光性能及稳定性越好。将制备得到的CdSQDs应用于金属离子和巯

5、基小分子的检测，发现CdSQDs对Hg2+及L-半胱氨酸有较好的检测效果，最低检出限分别可达到1.50×10-8mol/L和1.32×10-5mol/L。进一步实验还发现QDs制备过程中采用聚合物壳层越厚，其稳定的CdSQDs作为荧光探针对Hg2+的离子检测选择性更好。将制备的QDs分别应用于实际水样中Hg2+和氨基酸混合液中半胱氨酸的检测，可实现目标检测物较高回收率。此外，制备得到的QDs可作为光催化剂有效催化亚甲基蓝染料降解。3.以HPEI-g-HPG作为模板和还原剂实现金纳米粒子（AuNPs）的原位生成及稳定。实验发现通过控制反应温度、溶液pH、聚合物壳层HPG接

6、枝量、聚合物量等条件能够制备出稳定的小粒径AuNPs。将制备得到的AuNPs与纳米Fe3O4复配并应用于催化对硝基酚还原，发现具有较厚壳层的聚合物对AuNPs催化剂具有更强的稳定性。关键词：超支化聚合物，阴离子开环聚合，接枝共聚物，量子点，金纳米粒子I万方数据ABSTRACTInthisdissertation,hydrophilichyperbranched-graft-hyperbranchedcopolymerHPEI-g-HPGbearinghyperbranchedpolyethyleneimine(HPEI)coreandhyperbranchedpolyg

7、lycidol(HPG)shellwassynthesized.Thesynthesis,purificationandintrinsticfluoresceneofas-preparedcopolymerswerestudied.Besides,thecopolymers’applicationsinpreparingsemiconductornanocrystalsandgoldnanoparticleswerealsostudied.Thedetailswereasfollows:1.HPEIwasfirstlymodifiedby