层层自组装构筑漆酚基和酪氨酸基功能膜

论文摘要

本论文在对自组装膜的发展历史、自组装技术进行综述的基础上,从分子设计的思想出发,选用具有独特结构和性能的功能分子——漆酚和酪氨酸作为组装基元,以层层自组装技术制备了五种新型的,具有高稳定性的功能多层膜。研究工作主要涉及以下两部分内容:第一部分,选择漆酚作为组装基元,利用漆酚中功能基团酚羟基的活性,设计并构筑三种具有不同结构、形貌与性能的多层膜:（1）利用漆酚中酚羟基是典型的氢键给体的特点,以氢键为驱动力,通过层层自组装技术构筑具有三明治结构的漆酚（U）/聚乙烯吡咯烷酮（PVPON）前驱膜,其中部分漆酚单体渗透在PVPON层间。然后利用漆酚单体在无光引发剂存在条件下可以发生快速光聚合的特点,通过紫外辐照,将三明治结构的（PVPON/U）n前驱膜转变成具有半互穿网络结构的（PVPON/PU）n多层膜。实验结果表明光聚合后多层膜在保留前驱膜的有序性,表面平整性等特点下,硬度明显提高。（2）利用漆酚中酚羟基是良好的螯合配体,以配位键为驱动力,通过层层自组装有效地构筑表面光滑平整、具有荧光性能的漆酚钛有序多层膜。同时,利用钛对酚环的封闭作用提高膜的稳定性,从而使该超薄多层膜具有耐热、耐腐蚀等良好的稳定性。（3）采用分步自组装的理念,构筑漆酚基超疏水多层膜。首先利用漆酚苯环上相邻的酚羟基与铜离子配位,在适当条件下形成一定尺寸的漆酚铜螯合物纳米颗粒;然后利用该纳米颗粒上的活性基团,以氢键和配位键为驱动力构建具有微米结构PVPON/聚漆酚铜（PU-Cu）疏水多层膜;最后通过引入S2-,在膜表面生长CuS纳米粒子,使膜表面形成微-纳米级的二元结构,接触角达到152°,实现膜表面的超疏水化。第二部分,利用酪氨酸与甲醛在碱性条件下的酚醛缩合反应,合成水溶性功能聚合物酪氨酸缩甲醛（Tyr-Fal）。然后以Tyr-Fal为结构单元,通过静电力自组装构筑了两种功能性的酪氨酸基多层膜:（1）利用Tyr-Fal与聚乙烯亚胺（PEI）间的静电力构筑了结构稳定、有序、能在紫外光照射下发出耀眼黄色荧光的聚乙烯亚胺（PEI）/酪氨酸缩甲醛（Tyr-Fal）超薄膜。对多层膜结构、光学性能、层间光化学反应、表面形貌及吸附品红性能等展开研究,并以品红为荧光探针,考察了（Tyr-Fal）/PEI多层膜对D,L-精氨酸对映体的手性识别功能。（2）利用Tyr-Fal与溶胶-凝胶法制备的锐钛矿型纳米TiO2间的静电力,通过层层自组装的方法构筑结构有序、表面平整的Tyr-Fal/TiO2有机/无机多层膜,同时该膜保留了TiO2的光诱导超亲水性能。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 目录
• Contents
• 绪论
• 第一章 漆酚基功能多层膜的构筑与研究
• 第一节 聚乙烯基吡咯烷酮/聚合漆酚超薄膜的层层组装及光聚合研究
• 1. 前言
• 2. 实验部分
• 3. 结果与讨论
• 4. 结论
• 第二节 层层自组装构筑漆酚钛多层超薄膜
• 1. 前言
• 2. 实验部分
• 3. 结果与讨论
• 4. 结论
• 第三节 层层自组装构筑漆酚铜超疏水膜
• 1. 前言
• 2. 实验部分
• 3. 结果与讨论
• 4. 结论
• 第二章 酪氨酸基功能多层膜的构筑及应用
• 第一节 多功能酪氨酸缩甲醛（Tyr-Fal）/聚乙烯亚胺（PEI）自组装多层膜的构筑与研究
• 1. 前言
• 2. 实验部分
• 3. 结果与讨论
• 4. 结论
• 2自组装膜的制备及性能研究'>第二节 酪氨酸缩甲醛/TiO₂自组装膜的制备及性能研究
• 1. 前言
• 2. 实验部分
• 3. 结果与讨论
• 4. 结论
• 第三章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历