1. 研究目的与意义
合成邻苯二甲酸酯齐聚物,优化合成条件、提取工艺,探索该齐聚物在纳米氧化物合成及杂化材料的制备中的应用,并对合成的齐聚物和纳米杂化材料进行相应的表征和性质研究。
齐聚物作为纳米粒子表面配体的有效候选物质,对于纳米材料合成中纳米粒子的大小、形状、粒径分布、分散性能具有决定性作用。
本研究课题探讨邻苯二甲酸酯齐聚物对于纳米合成和应用体系,特别是与氧原子配位较强的金属氧化物的合成及应用控制有一定的意义。
2. 国内外研究现状分析
国外:R. J. Nussbaumer等利用十二烷基苯磺酸钠对金红石型纳米二氧化钛进行表面修饰,所得产品在甲苯中几乎透明,但却可在很广的波段范围内吸收紫外线,提高了纳米二氧化钛的紫外线屏蔽功能 。
国内:邹玲等利用溶胶- 凝胶法在混合溶剂中制备了硬脂酸表面修饰二氧化钛纳米粒子,对所合成的纳米粒子通过FT - IR, XPS,XRD和TEM对结构进行表征。证明了表面修饰层的存在,并且是羧酸根与无机内核以双齿配位形式结合。无机内核的结晶度虽低,但可确定为锐钛矿成分。提出了表面修饰纳米粒子的形成机理,认为在体系中硬脂酸和水之间发生竞争反应,其过程类似于聚合- 阻聚反应,给出了硬脂酸表面修饰纳米二氧化钛粒子的结构模型。
3. 研究的基本内容与计划
本实验采用齐聚物表面配位包覆的思路来解决。使用有机合成的方法,选择生成500分子量端基为羟基和羧基的分子。根据配位反应机理,羟基和羧基可以与纳米金属表面所连接的基团发生配位结合。使用苯酐和二甘醇分别1:2、2:1的比例反应得到齐聚物,然后与ZnO、SnO、CdO、MnO四种纳米金属氧化物进行表面包覆,本实验就是在探索该齐聚物和最终纳米金属表面包覆的反应条件和效果,对该方法做出一定的阐述和评价。
4. 研究创新点
用苯酐和二甘醇1:1和2:1在温度较低条件下反应,易控制条件选择分子量适中的带有羟基和酯基的齐聚物,用配位方法与纳米金属结合,这种齐聚物与偶联剂或者是表面接枝改性相比,对于端羟基的调制更具选择性,不仅可以与纳米表面结合,而且可以调制与聚合物结合的反应性基团。
这样为该方法提供了广泛的使用空间。
