基于两亲性嵌段共聚物自组装制备有序功能纳米材料

基于两亲性嵌段共聚物自组装制备有序功能纳米材料

论文摘要

近年来,嵌段共聚物自组装结构的研究倍受人们关注,同时,利用自组装嵌段共聚物制备各种不同形态及有序结构的功能纳米材料和纳米结构材料也成为了目前研究的热点。然而,利用嵌段共聚物对纳米粒子的聚集结构的调控以及对制得的纳米粒子的进一步研究还比较少。本论文的主体思想是利用嵌段共聚物制备出纳米粒子,一方面对纳米粒子的聚集形貌进行调控,另一方面结合纳米粒子的特性拓展其应用。本论文开展了以下几个方面的工作:1.对两亲性嵌段共聚物PS-b-P2VP和PCMA-b-P2VP在溶液中的自组装结构以及胶束薄膜的形貌进行了研究,为进一步制备纳米粒子提供了基础。2.基于PS-b-P2VP,制备出了金属铼配合物的纳米颗粒和CdS纳米粒子,利用PS链段和P2VP链段对溶剂亲和性的差异,通过调节溶剂环境,实现了对纳米粒子聚集结构的调控。3.分别利用PS-b-P2VP和PCMA-b-P2VP的胶束结构制备基底表面支持的Au、Ag纳米粒子阵列,并结合微接触印刷方法(μCP),实现对金属纳米粒子聚集体更大尺度(微米级)上的控制,制备出多尺度图案化的金属纳米粒子阵列。4.为了进一步拓展制备出的规整结构纳米粒子的应用。我们利用嵌段共聚物胶束制备出氧化铁纳米粒子,并结合铁纳米粒子对碳纳米管生长的催化特性,实现了碳纳米管在催化剂基底上的可控生长,并结合其它一些处理手段,制备出了图案化的高定向性碳纳米管。

论文目录

  • 内容提要
  • 第一章 绪论
  • 1.1 纳米材料及自组装技术
  • 1.2 嵌段共聚物自组装
  • 1.2.1 嵌段共聚物本体自组装微相分离
  • 1.2.2 嵌段共聚物在选择性溶剂中的缔合行为
  • 1.2.3 嵌段共聚物薄膜自组装
  • 1.3 两亲性嵌段共聚物胶束
  • 1.3.1 胶束的制备
  • 1.3.2 选择性溶剂中的胶束形态及其调控
  • 1.3.3 胶束薄膜形貌的调控
  • 1.4 嵌段共聚物胶束在功能纳米材料制备中的应用
  • 1.4.1 作为“纳米反应器”制备无机纳米粒子
  • 1.4.2 制备图案化的功能性纳米粒子阵列
  • 1.5 本论文的选题思想
  • 参考文献
  • 第二章 两亲性嵌段共聚物在稀溶液中的自组装及其胶束薄膜的研究
  • 2.1 PS-b-P2VP 在稀溶液中的自组装及其胶束薄膜的研究
  • 2.1.1 实验部分
  • 2.1.2 样品的制备与表征
  • 2.1.3 不同溶剂对PS-b-P2VP 薄膜形貌的影响
  • 2.1.4 不同浓度对PS-b-P2VP 薄膜形貌的影响
  • 2.1.5 溶剂处理对PS-b-P2VP 薄膜形貌的改变
  • 2.2 PCMA-b-P2VP 在稀溶液中的自组装及其胶束薄膜的研究
  • 2.2.1 实验部分
  • 2.2.2 样品的制备与表征
  • 2.2.3 不同溶剂对PCMA-b-P2VP 薄膜形貌的影响
  • 2.3 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 制备聚集形貌可控的纳米粒子
  • 3.1 含铼配合物的两亲性嵌段共聚物的合成及其形貌研究
  • 3.1.1 实验部分
  • 3.1.2 表征
  • 3.1.3 结果与讨论
  • 3.2 CdS 纳米粒子的制备与研究
  • 3.2.1 实验部分
  • 3.2.2 表征
  • 3.2.3 结果与讨论
  • 3.3 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 制备金属纳米粒子及图案化的金属纳米粒子阵列
  • 4.1 利用 PS-b-P2VP 胶束制备金纳米粒子
  • 4.1.1 实验部分
  • 4.1.2 制备金纳米粒子胶体溶液
  • 4.1.3 制备金纳米粒子阵列
  • 4.2 利用 PCMA-b-P2VP 模板制备金纳米粒子
  • 4.2.1 不同还原方法制备金纳米粒子阵列
  • 4.2.2 吡咯还原制备金纳米粒子及Au/吡咯复合结构
  • 4.3 制备图案化的 Au、Ag 纳米粒子阵列
  • 4.3.1 图案化的Ag 纳米粒子阵列
  • 4.3.2 图案化的Au 纳米粒子阵列
  • 4.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第五章 基于两亲性嵌段共聚物胶束制备碳纳米管
  • 5.1 制备铁纳米粒子并催化合成碳纳米管
  • 5.1.1 实验部分
  • 5.1.2 制备氧化铁纳米粒子
  • 5.1.3 以铁纳米粒子为催化剂PECVD 方法制备碳纳米管
  • 5.1.4 制备Au/碳纳米管复合材料
  • 5.2 制备图案化的碳纳米管
  • 5.2.1 实验部分
  • 5.2.2 制备不同形貌的络合物薄膜
  • 5.2.3 制备不同图案的碳纳米管阵列
  • 5.3 利用 PCMA-b-P2VP 胶束制备定向生长的碳纳米管
  • 5.3.1 实验部分
  • 5.3.2 制备氧化铁纳米粒子
  • 5.3.3 以铁纳米粒子为催化剂结合PECVD 方法制备碳纳米管
  • 5.3.4 制备定向性碳纳米管阵列
  • 5.4 本章小结
  • 参考文献
  • 攻读博士期间发表的论文
  • 致谢
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 相关论文文献

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