| 题名 | 离子液体对嵌段共聚物聚集行为的调控及其在材料合成中的应用研究 |
| 作者 | 郑丽丽 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-15 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 过程工程研究所 |
| 导师 | 刘会洲 |
| 关键词 | PEO-PPO-PEO嵌段共聚物 离子液体 聚集行为 调控机理 材料合成 |
| 其他题名 | Studies on the Effect of Ionic Liquids on the Aggregation Behavor of PEO-PPO-PEO Block Copolymers and Its Application in the Preparation of Materials |
| 学位专业 | 化学工艺 |
| 中文摘要 | 嵌段共聚物在选择性溶剂中能自组装成结构丰富的有序纳米聚集体，无机盐和有机小分子的加入均可以调控嵌段共聚物的自组装结构，广泛应用在药物增溶、介孔材料制备和生物大分子分离等诸多领域。离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成的一类物质，其具有结构可设计性，因此离子液体对嵌段共聚物水溶液的聚集行为具有深厚的调控潜力，有望开拓嵌段共聚物和离子液体的应用领域。本论文的目的是研究离子液体对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物聚集行为的调控，并以嵌段共聚物为模板的介孔材料的合成为应用实例，考察离子液体调控的聚合物模板在新材料合成中的应用。本论文工作主要取得了以下几个方面的创新性研究结果： 应用傅立叶变换的红外光谱和拉曼光谱研究了四种1-丁基-3-甲基咪唑基离子液体的微观结构，对其红外特征谱图进行了指认。红外光谱的研究表明，N-甲基咪唑中的甲基与甲苯中甲基的存在形式类似，而1-丁基-3-甲基咪唑类离子液体中甲基的存在形式则类似于脂肪烃中甲基的存在形式。与常见的有机物相比，离子液体中咪唑环的芳香性降低。 应用傅立叶变换的红外光谱、核磁共振谱、动态光散射等比较了无机盐与离子液体对嵌段共聚物聚集行为的调控。发现随浓度的增加和阴离子半径的降低，卤素钠盐的加入可以单调性的降低嵌段共聚物的临界胶团温度，无机盐的加入可以同时促进EO嵌段和PO嵌段的失水过程，这是因为水溶液中无机离子通过对水的极化作用而对嵌段共聚物的临界胶团温度产生影响。无机盐的加入降低焓变是盐促进嵌段共聚物水溶液胶团化过程的推动力，而熵变降低的影响也不可忽略。而少量离子液体的加入对嵌段共聚物的临界胶团温度基本上没有影响，而随着离子液体加入量的增加，浓度超过1.232 mol/L时，嵌段共聚物的临界胶团温度显著降低，此后，随着离子液体加入量的增加，嵌段共聚物的临界胶团温度降低的程度越大。这是因为当离子液体的加入量较少时，离子液体和嵌段共聚物之间通过离子液体有机阳离子上的丁基和嵌段共聚物PO段之间的疏水相互作用嵌入到嵌段共聚物的胶团中，随着离子液体加入量的增加，胶团中的Bmim+离子达到了饱和，当BmimBr的浓度大于1.232 mol/L时，溶液中剩余的BmimBr形成类似于水溶液中的聚集体，其对水分子的结合能力大与胶团对水分子的结合能力，导致嵌段共聚物的临界胶团温度突然降低。此后，随着离子液体浓度的增加，BmimBr聚集体结合的水分子越来越多，嵌段共聚物的临界胶团温度也越来越低。 将离子液体对嵌段共聚物聚集行为的调控应用于以嵌段共聚物为模板的介孔材料的合成，获得了有序性良好的介孔的球状二氧化硅材料，并探讨了其调控机理。在嵌段共聚物为模板合成介孔材料的过程中，离子液体BmimBr的加入起两个方面的作用：一方面改变硅酸盐的聚合速度，进而改变合成的材料的外形；另一方面由于离子液体的咪唑正离子嵌入到PEO-PPO-PEO嵌段共聚物胶团的内部，而Br-离子与咪唑阳离子依靠静电作用力围绕在胶团周围，可以有效的吸引表面吸附有质子的硅低聚物，因此硅酸盐易于沉积在胶团上，最终形成介孔结构，同时由于离子液体的嵌入，嵌段共聚物的胶团更加稳定，材料的有序性因此得到提高。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-13 |
| 页码 | 137 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1031]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郑丽丽. 离子液体对嵌段共聚物聚集行为的调控及其在材料合成中的应用研究[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2007. |
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