PMMA纳米球的制备及其银膜包覆技术

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1、摘要纳米球壳材料在新型传感器、光子晶体、药物释放和催化剂等方面具有很多潜在的应用价值，已成为材料科学领域近几年研究的热点。其中以金属银为壳的纳米球壳复合粒子在表面等离子共振和催化等方面具有独特的性质，人们对制备此类复合粒子表现出了特别浓厚的兴趣。银壳纳米球壳复合粒子的制备方法，目前主要有表面化学反应法、层层包覆组装法、超声化学法等。现有一些文献报道可在绝缘体核外层包覆银从而形成纳米球壳复合粒子，但存在内核尺寸较大、壳层包覆不均、粒子分散性差等不足。本文在前人研究的基础上以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米球为内核，采用丫一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(M

2、ATS)和丫_巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)硅烷偶联剂对PMMA纳米球进行表面改性，PMMA纳米球表面包覆一层均匀的巯基，利用巯基与银离子之间的相互作用，通过还原反应使银在PMMA纳米球表面成核长大，得到PMMA／Ag纳米球壳复合粒子，对其制备条件进行了系统研究，结果如下：(1)PMMA纳米球的制备。通过无皂乳液聚合法制备PMMA纳米球，探讨了MMA单体浓度、引发剂浓度、反应温度对PMMA纳米球粒径大小的影响，通过该方法制备出粒径范围为90"'240nm的PMMA球，并利用种子聚合法使PMMA纳米球得到进一步的增大。(2)PMMA纳米球的表面修饰。通过

3、MATS和MPTMS硅烷偶联剂对PMMA纳米球进行表面改性，使PMMA纳米球表面带上巯基官能团，从而提高PMMA纳米球与银离子之间的结合力。改性后的PMMA纳米球的粒径仍然分布均一，且没有新的纳米粒子的形成。(3)PMMA／Ag纳米球壳复合粒子的制备。以硅烷偶联剂改性后的PMMA纳米粒子为内核，采用液相化学沉积法制备Ag壳与内核结合力强，包覆均匀致密的PMMA／Ag纳米球壳复合粒子。研究表明，改变反应体系中氨水的浓度、粉体装载量、反应温度等可对银的包覆进行有效的调节，其中氨水的浓度对壳层的形貌控制起着关键性的作用。关键词：无皂乳液聚合；MATS；MPTM

4、S；PMMA／Ag纳米球壳复合粒子AbstractInrecentyears，fabricationofcore—shellnanoparticles(CSNs)hasdevelopedintoanincreasinglyimportantresearchareainmaterialscienceandengineering，duetotheirpotentialapplicationsinnewsensor,photoncrystal，drugdelivery,catalyzerandSOon．Peoplehavesho、)Irnstronginter

5、estinCSNswithsilvershellinparticular,becauseCSNswithsilvershellhaveuniquepropertiesofsurfaceplasmonresonance(SPR)andcatalyzing．Uptonow,severalroutes，includingsurfacechemicalreduction，lay-by-layself-assembly,andultrasonicchemistryetc，havebeenexploredforfabricationofsuchCSNswithsil

6、vershell．AlthoughsomefabricationsofCSNsbycoatingofinsulatorcoreswithsilvershellshavebeenreportedrecently,thefabricationtechniquesreported，however,arefarfrombeingestablishedandstillhavemanyshortcomings．Forexample,theyeitherrequiredcoresoflargesize(evenuptomicrometerregime)toensure

7、auniformcoatingshellwithagooddispersionorresultedinanonuniformcoatingwithapoordispersionoftheproductsifthecoresizewasnotlargerenough．Onthebasisoftheformerwotks，inthepresentthesis，animprovedmultiplesteptechniquewasdevelopedforfabricationofPMMA／AgCSNs．Firstly,themonodisperse·PMMAna

8、nosphereswerefabricatedbyemulsifier-free