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金属纳米粒子由于它们独特的物理化学性质以及催化、光电、化学分析等方面广阔的应用前景而成为当前研究的热点。利用聚合物负载的金属纳米粒子可以很稳定的存在,同时,聚合物某些特殊的环境敏感性,使得通过可控的方式控制金属纳米粒子的形态及性能成为可能。
基于上面的背景介绍和新的发展趋势,本论文的主要分为下面三部分来介绍:
1)首先通过可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT)制备了分子量分布较窄的pH和温度双响应的两嵌段共聚物聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PNIPAM-b-P4VP)。并通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成了pH和温度双响应的聚合物聚[甲基丙烯酸(N,N-二甲基氨基)乙酯](PDMAEMA)。
2)利用PDMAEMA稳定金纳米粒子,得到了温度和pH双敏感的金纳米复合粒子。在酸性条件下(pH 2),复合粒子没有表现出温敏性;在碱性条件下(pH10),复合粒子则随着温度的升高出现相转变。当把复合粒子用于对硝基苯酚的还原过程时,其催化活性随着温度和pH的变化呈现出相应的改变。
3)利用嵌段共聚物PNIPAM-b-P4VP制备了温度和pH敏感的金/钯双金属纳米复合粒子。复合粒子由双金属纳米粒子交联的P4VP核和PNIPAM壳组成。X-射线能谱(EDX)和紫外光谱扫描发现形成的纳米粒子不是单金属纳米粒子的物理混合物,而是具有以Au为核、Pd为壳的不完全核壳结构的真正的双金属纳米粒子。光散射测试证明了双金属纳米复合粒子溶液表现出很好的温度和pH响应性。X-射线衍射发现Au元素形成了有序的晶体结构,而Pd元素则主要以无定形的状态存在。此外,双金属纳米复合粒子要比相同组分的单金属纳米粒子的催化活性高得多,并且对温度表表现出特殊的响应性。