纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料的超声合成、表征及应用

论文摘要

超声波作用于含有2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）的硝酸银水溶液,使Ag+还原为纳米级的银粒子,与此同时单体形成聚合物,从而在无引发剂和还原剂的条件下制备出纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料。TEM表明,制得的纳米银的粒径分布较窄（5～15nm）,且均匀地分散在P（AMPS-MMA）共聚物里;UV-Vis结果表明,超声时间影响纳米银的粒径大小和粒径分布;红外光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱结果表明,纳米银与基体P（AMPS-MMA）之间存在一定的化学作用力;X射线光电子能谱进一步证明了纳米银与基体P（AMPS-MMA）的作用力为纳米银与聚合物的酯基氧原子之间通过配位作用形成的化学作用力。用TG-DSC测试纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料的热学性质,纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料的分解温度和玻璃转化温度均比P（AMPS-MMA）低,说明纳米银改变了聚合物本体热学性质。在上述体系中添加交联剂N,N’-亚甲基双丙稀酰胺（MBA）,在无引发剂和还原剂的条件下制备出纳米银/P（AMPS-MMA）复合水凝胶。TEM表明:制备的纳米银粒径在10-20nm,粒径分布较窄,且均匀地分散在水凝胶聚合物里;纳米银/P（AMPS-MMA）复合水凝胶比P（AMPS-MMA）水凝胶的溶胀比明显增大,说明纳米银增强了水凝胶的吸水性能;水凝胶的温敏性质表明,纳米银提高了复合水凝胶的温敏性。运用电化学生长法制备了纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料修饰银电极;通过循环伏安法研究了纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料修饰银电极,结果表明,纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料修饰银电极比纯银电极的活性明显地增大;用差分脉冲伏安法研究了纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料修饰银电极对I-的电化学响应,结果表明,I-浓度在2×10-5～2×10-2mol/L的范围内I-浓度的对数与氧化峰电流呈线性关系,拟合方程为:I=0.41386+0.07173×Log（C）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1 纳米科学技术
• 1.2 纳米材料
• 1.2.1 纳米材料的特性
• 1.2.2 纳米材料的制备
• 1.2.3 纳米材料的表征
• 1.3 超声化学与超声聚合研究进展
• 1.3.1 超声波作用的机理
• 1.3.2 超声化学应用进展
• 1.3.3 超声辐射聚合的优点
• 1.4 聚合物基纳米银复合材料研究进展
• 1.4.1 聚合物基纳米银复合材料的制备方法
• 1.4.2 纳米银与聚合物之间的相互作用
• 1.4.3 聚合物基纳米银复合材料的性能
• 1.5 纳米复合水凝胶研究进展
• 1.6 论文的研究目的、内容和创新点
• 1.6.1 研究目的
• 1.6.2 研究内容
• 1.6.3 创新点
• 第二章 纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料的制备与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验仪器装置
• 2.1.4 制备纳米银/P（AMPS-MMA）复合物
• 2.2 表征与测试方法
• 2.2.1 单体转化率
• 2.2.2 粘度的测定
• 2.2.3 Ag离子转化率的测定
• 2.2.4 傅立叶红外光谱表征
• 2.2.5 高分辨透射电子显微镜表征
• 2.2.6 X射线衍射表征
• 2.2.7 差热-热重分析
• 2.2.8 X射线光电子能谱表征
• 2.2.9 紫外-可见吸收光谱分析
• 2.3 超声反应机理
• 2.3.1 超声聚合机理
• 2.3.2 超声还原机理
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 单体转化率的影响因素
• 2.4.2 分子量的影响因素
• 2.4.3 银离子转化率的影响因素
• 2.4.4 纳米银的粒径分析
• 2.4.5 纳米银/P（AMPS-MMA）复合物的红外光谱分析
• 2.4.6 纳米银/P（AMPS-MMA）复合物的荧光光谱分析
• 2.4.7 纳米银/P（AMPS-MMA）复合物的紫外光谱分析
• 2.4.8 纳米银/P（AMPS-MMA）复合物的XPS分析
• 2.4.9 纳米银/P（AMPS-MMA）复合物的X射线衍射分析图谱
• 2.4.10 纳米银/P（AMPS-MMA）复合物的热分析
• 2.5 小结
• 第三章 纳米银/P（AMPS-MMA）复合水凝胶
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 水凝胶的合成
• 3.1.4 水凝胶的性能测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 透射电镜表征
• 3.2.2 水凝胶的溶胀比
• 3.2.3 溶胀动力学
• 3.2.4 退溶胀动力学
• 3.2.5 水凝胶的温敏性质
• 3.3 小结
• 第四章 纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料修饰银电极的制备与电化学性质
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 纳米银/P（AMPS-MMA）复合材料修饰银电极的制备
• 4.1.4 电化学试验方法
• 4.1.5 扫描电镜表征
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 扫描电镜
• 4.2.2 循环伏安图
• 4.2.3 碘离子的电化学响应
• 4.2.4 电极的重现性
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果