聚合GMA内向乳液合成多孔材料方法及其应用.doc

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1、高内向乳液合成多孔材料方法及其应用摘要：综述了以高内相乳液作模板制备多孔材料的研究进展，介绍了油包水(W/O)乳液体系法、水包油(O/W)乳液体系法等制备方法，以及多孔材料的表面功能改性和这类聚合多孔材料在酶膜反应器、生物医学、有机化学、化学催化、固相液相杂质分离等方面的研究应用进展，并对高内向乳液合成多孔材料的研究进行了展望。关键词：高内向乳液聚合多孔材料酶膜反应器方法应用综述引言：多孔材料是由连续的固相骨架和孔洞所组成的，制备方法有气泡发泡法、溶剂致孔法和模板法等，制备的关键是如何控制孔的大小形状和分布以及使孔功能化发泡法和溶剂致孔法都存在不能精确控制孔的大小和分布的缺点，

2、而模板法由于能很好地控制孔的大小和分布，在制备新型多孔材料方面特别引人注目。聚合物多孔材料具有高孔隙率、低密度、大比表面积、泡孔及通道直径可控等优点，在吸附与分离、催化、传感器、分子识别、生物组织工程以及环境科学等方面有着广泛的应用前景。近年来，利用高内相乳液（HighInternalPhaseEmulsions,HIPEs）模板法制备聚合物多孔材料引起了广泛研究兴趣，并取得了很大进展，本文将国内外对该领域的最新研究与应用进展进行综述。1高内相乳液及其类型高内相乳液(HighInternalPhaseEmulsion,HIPE)又称高浓乳液，是指内相(分散相)的体积分数在74％

3、以上，甚至高达99％的乳液，最早是由Lissant［1］在20世纪60年代提出的。普通乳液体系中分散相的体积分数一般为30%～40%最高可达50%左右，分散相液滴以互不相连的球状分散在连续相中，如果继续向普通乳液中滴加分散相组分至体积分数为74％时，分散相液滴紧密堆积成为相互连接球状。随着分散相组分的进一步增加，液滴间由于相互挤压而成为被含有表面活性剂的连续相薄膜隔离的多面体形状液胞。高内相乳液的主要类型（体系）有油包水(W/O)型、水包油(O/W)型等。油包水(W/O)型HIPEs是以油溶性单体为连续相，水为分散相，加入适当的引发剂、乳化剂和交联剂，在连续搅拌作用下使连续相聚

4、合,再经抽提、干燥后即可制得聚合物多孔材料，是目前研究与应用最多的高内相乳液。水包油(O/W)型HIPEs是以极性的疏质子溶剂作连续相，用疏水的液体作分散相，经特定的乳化剂和引发剂作用而形成高内相乳液。2高内向乳液制备聚合多孔材料的合成方法2.1高内相乳液法制备聚丙烯酸丁酯/二乙烯基苯多孔材料［2］孙等以丙烯酸丁酯、二乙烯基苯为原料、山梨糖醇酐单油酸酯(span80)为乳化剂，过硫酸钾为引发剂，无水氯化钙为电解质，水做分散相，通过高内相W/O体系制备多孔结构的材料。探讨了聚合反应温度对乳液稳定性的影响及乳化剂用量、分散相体积分数和连续相的性质及组成对聚丙烯酸丁酯(PBA)/二乙

5、烯基苯(DVB)多孔材料结构的影响，并通过扫描电镜对泡孔结构进行了表征。该方法制得多孔材料实验经过表明：聚合反应温度宜控制在55℃；随着乳化剂体积分数增加，材料孔径逐渐减小，且孔间的通道数量增多;随着分散相体积分数的增加，多孔材料的孔径逐渐增加，孔间通道的直径也增大;随着二乙烯基苯与丙烯酸丁酯比值的增加，材料孔径变小。实验经过还发现，当span80的用量低于油相体积分数的5%时，得到的聚合物材料都是闭孔的，也就是说，每个泡孔之间是互不连通的，水相很难从结构内部移除，导致材料的密度很大，提高span80的用量时，可以形成开孔结构的聚合物大孔材料，各泡孔之间是相互连通的，材料的密度

6、很低，这是因为适当提高span80的用量可以降低液滴周围的单体膜的厚度，到达临界值时单体聚合时会发生体积收缩，从而使泡孔之间相互连通，形成开孔材料继续提高乳化剂浓度，泡孔之间的通道数目增加，通道直径变大，而泡孔的直径变小此结论与Barbetta等研究了分别使用span80和复合乳化剂(由span20十二烷基苯磺酸钠(DDBSS)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)按一定比例组成)对聚苯乙烯多孔材料的影响相同［3］。2.2高内相乳液法制备有机硅聚苯乙烯多孔材料［4］林等以四乙烯基四甲基环四硅氧烷、苯乙烯、二乙烯基苯为连续相，采用高内相乳液模板法制备了有机硅聚苯乙烯多孔吸附材料。用FT

7、-IR、SEM、UV-VIS对材料进行表征，研究了其表面形态及其对有机染料罗丹明B水溶液的脱色效果。该法制得的多孔材料及其对材料进行表征并用罗丹明B溶液进行脱色表明：多孔材料为互通大孔材料，材料中存在两级孔结构，“泡孔”与“毛孔”，泡孔尺寸约10um,毛孔尺寸约2um。当吸附时间为20h时，对罗丹明B水溶液脱色效果最佳，且脱色效果随多孔材料投入量，罗丹明B初始浓度的增大而增大。2.3高内向乳液法制备聚GMA/EHMA/EGDMA多孔材料[5]Pulko等采用HIPEs模板法制备了具有交联多孔