多巴胺(DA)是一種生物分子,其最常被使用的形式是鹽酸鹽。多巴胺具有羥基和氨基官能團,所以它具有優(yōu)異的還原性,且在堿性條件下氧化自聚合生成聚多巴胺。由于聚多巴胺含有兒茶酚和氨基等官能團,所以具有較強的粘附性能,此外,它還具有無毒、生物相容性好、可生物降解等特點,因此被廣泛應用于表面修飾、藥物傳遞、催化等領(lǐng)域。在隔絕氧氣、UV光照射下,聚多巴胺上的氨基或羥基官能團上能夠產(chǎn)生自由基,可以引發(fā)一系列丙烯酸類、甲基丙烯酸酯類單體以及苯乙烯聚合。聚多巴胺膠囊由于具有pH響應性和可控的壁厚而引起了廣大科研工作者的關(guān)注。目前,主要通過軟／硬模板制備聚多巴胺膠囊,然而,這些方法需要多步操作且需要使用有機試劑去除模板,限制了聚多巴胺膠囊的應用。而聚合誘導自組裝(PISA)技術(shù)將聚合、組裝過程同時進行,并可以調(diào)控聚合物的結(jié)構(gòu),具有產(chǎn)量高、形貌多樣、操作簡單易行等優(yōu)點,引起了科研工作者的極大關(guān)注�；诜律喟桶坊瘜W的優(yōu)異性,結(jié)合共沉淀方法、光引發(fā)聚合方法及聚合誘導自組裝技術(shù)的優(yōu)勢,本論文以尋找更加綠色、溫和、簡便的方法制備微納米材料為目的,詳細研究了基于仿生多巴胺制備的微納米材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及功能。具體研究內(nèi)容如下：第一章：概述了多巴胺的聚合方法；詳細討論了不同形貌的聚多巴胺的制備及其應用；然后簡單介紹了光催化(Ag/AgCl、氮化碳)的研究,并闡述了聚合誘導自組裝技術(shù)的研究現(xiàn)狀；最后闡明了論文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容。第二章：以多巴胺鹽酸鹽作為氯源和還原劑,硝酸銀溶液作為氧化劑,通過改變反應體系的起始pH值和表面活性劑的濃度,室溫下一鍋法制備出了一系列形貌、組分可控的Ag@AgCl光催化劑。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、能量分析光譜(EDS)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)和紫外可見光譜等手段對所制備的催化劑進行了結(jié)構(gòu)表征；同時研究了光催化劑的催化性能和穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明：不同反應pH值所制備催化劑的組分不同,通過光催化降解實驗證明了所制備的催化劑具有優(yōu)異的光催化性能和穩(wěn)定性能(至少可重復使用15次)。第三章：基于前一章節(jié)的技術(shù),利用聚多巴胺優(yōu)異的粘附性能和良好的電子傳輸性能,制備出了Ag/AgCl-PDA氮化碳(SPCN)復合光催化劑。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、XRD、XPS和紫外可見漫反射(UV-vis DRS)、紅外光譜(FT-IR)和熱重分析(TGA)等手段,結(jié)合自由基捕獲實驗、光致發(fā)光光譜(PL)、光電流等實驗,研究了所制備的SPCN復合光催化劑。結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)表征證明了SPCN復合光催化劑的成功制備,降解實驗證明了所制備的復合催化劑較CN、Ag/AgCl、 Ag/AgCl-CN具有更好的光催化性能；自由基捕獲實驗證明了空穴在光降解過程中起主要作用；最終提出了一種可行的反應機理,聚多巴胺作為粘合劑,在不破壞CN原本結(jié)構(gòu)的情況下,既增強了Ag/AgCl與氮化碳之間的作用,避免了二次環(huán)境污染,又加速了光生載流子的分離。第四章：結(jié)合聚合誘導自組裝理念,以多巴胺小分子作為光引發(fā)劑,代替PISA中使用的大分子引發(fā)劑或鏈轉(zhuǎn)移劑,在隔絕氧氣、UV照射條件下引發(fā)苯乙烯單體聚合,利用聚苯乙烯鏈段的疏水性、多巴胺的水溶性和多巴胺在堿性條件的氧化自聚合,成功制備了形貌均一的聚多巴胺膠囊。通過透射電子顯微鏡(TEM)、SEM、TGA等手段對結(jié)構(gòu)進行了表征；結(jié)果表明通過改變DA和苯乙烯濃度可以調(diào)節(jié)膠囊的形貌和尺寸,碳化后的聚多巴胺膠囊表現(xiàn)為中空結(jié)構(gòu)且具有較好的氧還原反應(ORR)性能。
【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O631.5;O643.3

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本文編號：1586779