模板法制备有机-无机杂化微球

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1、模板法制备有机-无机杂化微球博士生：李爽导师：申文杰专业：物理化学SeminarI2006-04-11内容简介模板法制备有机-无机杂化微球背景简介硬模板合成有机－无机复合微球材料高分子微球为硬模板制备复合微球材料无机纳米颗粒为硬模板制备复合微球材料软模板制备有机－无机复合微球材料模板法应用开发前景无机材料坚硬、耐溶剂性好，但柔性差，加工困难背景有机－无机复合材料兼有无机材料和有机材料的双重优点！有机高分子材料硬度差，不耐热，但柔性好。将具有一定特性有机物和无机物通过复合可赋予材料特异的功能。光、电、声、磁……第一部分：背景简介模板法是合成结构型复合材料的一种重要方法。以主体的构型去控制、

2、影响和修饰所得客体的尺寸、形貌和性质等因素的方法。背景I纳米线高能离子云云母Ag电镀液模板法可预先根据合成材料的大小和形貌设计模板，并基于模板的空间限域作用和模板剂的调控作用实现对合成材料诸因素的控制。1970,G.E.Possin,40nm1984,WilliamsWD,GiordanoN.10nm背景I模板法制备复合微球材料是复合材料研究中应用很广泛的方法。通过有机物和无机物以共价键强相互作用或氢键，范德华力等弱相互作用力结合，从而达到分子水平上的复合。软模板以分子间或分子内的弱相互作用维系特异形状的模板，主要指分子自组装体。硬模板则是指以共价键维系特异形状的模板。第二部分硬模板合成

3、有机－无机复合微球材料硬模板主要指一些由共价键维系的模板。如具有不同空间结构的高分子聚合物、天然高分子材料、阳极氧化铝膜、多孔硅、分子筛、胶态晶体、碳纳米管和限域沉积位的量子阱等。2.1高分子微球为硬模板制备复合微球材料2.2无机纳米颗粒为硬模板制备复合微球材料2.1高分子微球为硬模板制备复合微球材料以微凝胶高分子聚合物为模板制备复合材料具有很大的潜力。高分子微球模板简单易得理想的有机－无机复合微球制备模板聚合物分子内交联的网状结构为无机物提供反应环境和成长空间，实现高分子有机相原位生长出的无机纳米材料在尺寸、形貌和取向上的可控性高分子聚合物可作为生成无机化合物或金属纳米颗粒的微反应器实

4、例YinJL,QianXF,YinJ,etal.InorgChemCommun,2003,6:942~945.苯乙烯单体聚苯乙烯微球（PSt）成球性好、大小可控单分散性好聚合乳液聚合纳米级的聚苯乙烯作为模板保护剂PVP的醇溶液丙氧基锆水解PSt/ZrO2核/壳型复合微球高温煅烧分解ZrO2空球较低的电极电位可使多种金属离子还原，并且将S2O32-还原为S2-，因此利用这些物理方法可用于制备复合材料。实例-射线超声引发苯乙烯单体聚苯乙烯复合微球材料物理手段无需向体系中加入其它化学成分将辐射引发苯乙烯聚合与触发复合材料制备的其它反应耦合乙醇－水溶剂化电子水合电子的标准电位为－2.77V-

5、射线PVP-乙醇－水-射线引发苯乙烯聚合230nm单分散PSt微球AgNO3PSt/AgAg+Ag-射线实例苯乙烯为疏水性，而前驱体为亲水性。因此，在引发沉积时，沉积物主要附着于聚苯乙烯微球的表面实例ValtchevV.ChemMater,2002,14:956~958.PSt/沸石复合微球的SEM图片微球表面用高分子电解质处理使其表面功能化PSt表面修饰成负电性的聚苯乙烯微球作为模板用带有相反电性的高分子电解质处理修饰后的模板用静电作用与带负电的沸石作用，在微球表面形成新的电荷层2.2无机纳米颗粒为硬模板制备复合微球材料关键：提高两者亲和性对无机粒子表面进行处理缺点：复合微球包覆层

6、不均匀，分散性差利用无机粒子表面电荷吸附带有相反电荷的高分子有机物活化接枝吸附表面活性剂形成双分子胶束实例SongLG,LiuTB,LiangDH,etal.JBiomedOpt,2002,7:498~506.DingXB,SunZH.ReactFunctPolym,1998,38:11~15.油包水的微乳液法核：超顺磁性材料壳：聚合高分子分离：外加磁场通过共聚或表面改性使其表面带有多种反应性功能基团如-COOH、-NH2、-OH等）实例Konno等报道了以Stober方法制备得到的纳米级SiO2为模板，表面经MPTMS耦合试剂修饰后，以苯乙烯和苯乙烯磺酸钠为单体通过分散聚合法制备了单核

7、的SiO2/PSt有机－无机复合微球SiO2/PSt复合微球的TEM照片FurusawaK,KimuraY,TagawaT,J.ColloidInterfaceSci.,1986,109:69~76.Bourgeat-LamiE,LangJ,J.ColloidInterfaceSci.,1999,210(2):281~289.GuSC,KondoT,KonnoM.JColloidInterfaceSci,2004,272:314~3