Ag/多孔SiO2/聚合物復合材料

多孔SiO2材料的合成及研究進展* 瞿其曙 何友昭** 淦五二 李敏 林祥欽(中科學大學化學系 合肥 230026) ??? 多孔材料按照孔徑的大小可分為：微孔(Microporous，孔徑<2nm)，介孔(Mesoporous，孔徑2～50nm)和大孔(Macroporous，孔徑>50nm)材料。由于多孔材料內表面積很大，因而被應用于催化劑和吸附載體中。的微孔材料是具有晶態網絡狀結構的固體材料，如沸石。它們一般都有較規則的孔道，但由于孔徑太小，故而并不適合于對有機大分子的催化與吸附作用。介孔材料，如普通的SiO2氣凝膠、微晶玻璃等，它們的孔徑范圍較大，但卻存在著孔道形狀不規則、孔徑尺寸分布范圍大等缺點。陶瓷、水泥是我們常見的大孔材料，但同樣存在著以上缺點。??? 早期合成多孔SiO2的方法，如氣溶膠法、氣凝膠法等都無一例外的存在著制備過程難以控制的缺點，因而無法獲得孔道形狀規整、分布均勻的多孔SiO2材料。但自從1992年，Kresge等[1]次運用納米結構自組裝制備出具有均勻孔道、孔徑可調的介孔SiO2分子膜(MCM-41)以來，多孔材料存在的這些缺點正逐步被克服。現今，采用多種納米結構自組裝合成形狀便于剪裁的多孔SiO2材料的方法已經成為當今上的一個研究熱點。1 納米結構自組裝 ??? 納米自組裝[2]是指通過比共價鍵弱的和方向性較小的鍵，如離子鍵、氫鍵及范德瓦耳斯(van der Waals)鍵的協同作用，自發的將分子組裝成具有結構的、穩定的、非共價鍵結合的聚集體。

Ag/多孔SiO2/聚合物復合材料自組裝過程的完成一般需要以下3個步驟：先，通過有序的共價鍵合成具有確定結構的中間體；然后通過氫鍵、范德瓦耳斯鍵和其他非共價鍵之間的相互作用形成大的、穩定的聚集體；后，以一個或多個分子聚集體或聚合物為結構單元，重復排列制得所需的納米結構。若要使制得的納米結構能夠穩定的存在，要滿下兩個條件：，要有足夠的非共價鍵存在以保持體系的穩定；是分子之間這種以非共價鍵相結合的力要大于它們與溶劑之間的作用力，以聚集體不會解離成無序結構。2 合成方法??? 納米自組裝是當今引人矚目的前沿合成，目前運用這一合成多孔SiO2材料的方法大致有以下幾種。2.1 表面活性劑模板法??? 以表面活性劑為模板合成無機微孔或介孔材料早已受到了人們的重視。它可運用于膜基分離、選擇性催化劑、微電子、電光學等領域。初，Kresge等用非離子表面活性劑液晶為模板，合成了有序生長的介孔SiO2分子膜。Attard[3]等也采用液晶為模板合成了六角形介孔SiO2材料。Bagshaw等[4]則用非離子表面活性劑聚乙烯氧化物(PEO)為模板制得了介孔的分子膜。Zhao等[5]用三嵌段共聚物：聚乙烯氧化物-聚丙烯氧化物-聚乙烯氧化物(PEO-PPO-PEO)為模板合成了具有有序結構的介孔SiO2材料。接著人們將這一加以發展來制備有機無機復合納米材料。如Shea等[6]將雙(三乙氧基甲硅烷基)芳香基單體或乙炔基單體這些的構件(building blocks)與正硅酸四乙酯(TEOS)反應，制得了網絡狀的有機無機納米復合材料，但是由于所得的孔徑分布不均勻，因而了這些材料的應用。Feng等[7]曾經用十六烷基*基氯化銨/氫氧化銨(CTAC/OH)與硅酸鹽和1,3,5*基苯溶液相互反應，然后在修飾劑三-甲氧基)巰基丙烯基硅烷(TMMPS)的協同作用下獲得了有序生長的介孔SiO2材料。在這里，TMMPS以共價鍵與SiO2表面結合，形成了一個官能化的單層膜。因此，雖然Feng等采用了短鏈的烷基硫醇，但它們仍然部分占據了孔道，這必將影響到材料的性能。Asefa等[8]用雙(三乙氧基甲硅烷基)乙烯(BTE)和TEOS的混合物與十六烷基*基溴化銨(CTABr)反應，制備出了具有周期性介孔的有機SiO2復合體。由于包含有橋鍵的乙烯基團與SiO2體系融為一體，因而可以提供更大的孔隙以供化學反應之用。

-聚氨基酸偶聯物

PS-b-PAA嵌段共聚物

聚苯乙烯 -b-聚丙烯酸 ( PS-b-PAA)

窄分布兩親性嵌段共聚物

兩親性三嵌段共聚物(PDMAEMA-PNBEDE-PDMAEMA)

穩定化巰基化聚合物PAA-Cys-6MNA

巰基化聚合物PAA-Cys

連接的PEG-b-PAA@SPION

PAA/PVA纖維膜

納米晶復合PNIPAm-co-PAA納凝膠

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