核壳式聚苯乙烯二氧化硅复合微球及空腔硅球的制备

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1、华东理工大学硕士学位论文第I页核壳式聚苯乙烯/二氧化硅复合微球及空腔硅球的制备摘要本文系统研究了粒径和组成可裁剪、具有核壳式结构的单分散的聚苯乙烯/二氧化硅复合微球的制备，并对制备好的PS/Si02复合微球进行热处理，制备出壁厚可裁剪的空腔硅球。PS/SiO2复合微球具有核壳式结构，Si0:纳米颗粒在PS中心外形成均匀的壳层。空腔硅球的空腔基本保留着原模板的球形，内外壁轮廓清晰。制备出的聚苯乙烯/二氧化硅复合微球及空腔硅球在材料化学及生物技术领域均有着广泛的应用前景。考察了温度、引发剂过硫酸钾浓度、稳定剂TX-100浓度、苯乙烯单体浓度和反应时间对聚苯乙烯微球粒径及其形态

2、的影响，得到了制备单分散的粒径分布均匀的聚苯乙烯微球的最佳工艺条件;利用静电自组装的方法将聚电解质一聚二聚二烯丙基二甲基氯化钱(PDADMAC)和聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)一及纳米二氧化硅颗粒组装在PS表面，制备出核壳式PS/Siol复合微球，对吸附循环次数不同、组装纳米Si02(1Onm.20nm和40nm)粒径不同的复合微球大小和形貌作了比较;制备得到的PS/SiO2复合球体可用于固定化酶的载体:对PS/Si02复合微球进行高温缎烧，可得到Si02空腔微球，实验结果同时显示，在吸附循环次数相同的前提下，随着组装的纳米的粒径的增加，空腔微球的壁厚增加，中心粒子热分解所

3、需的活化能增大。关键词:静电自组装;核壳式PS/SiO2复合微球;空腔硅球第II页华东理工大学硕士学位论文PreparationofCore-ShellPolystyrene/SilicaCompositeMicrospheresandHollowSilicaspheresAbstractCore-shellmono-dispersedpolystyrene/silicacompositemicrospherewithtailoreddimensionsandcompositionshavebeenfabricatedinthepresentpaper,aswellthe

4、preparationofthehollowsilicaspherewithtailoredwallthickness,whichwasproducedthroughheatingtreatmentofthePS/Si02compositemicrospheresPS/Si02microspherewasformedofPSmicrospherecoreshelledsymmetricallybySiO2nanoparticles.Hollowsilicaspherehadroundcavumwithclear-cutinnerandouterwalls.Bothhade

5、xtensiveapplicationprospectinmaterialchemistryandbiologicaltechniquearea.Byinvestigationtheefectsofmonomerconcentration,initiatorconcentration,stabilizerconcentration,temperature,andreactiontime,theoptimaltechnicalconditiontopreparemono-disperseduniform-diameterPSmicrospherewasrevealed.El

6、ectrostaticself-assemblePDADMAC(Poly(diallyldimethylammonium)Chloride],PSS(Poly(sodium4-styrenesulfonate)]andSi02nanoparticlesaroundPSsurface,topreparecore-shellPS/Si02compositemicrosphere.Thesizeandshapeoftheproducedcompositemicrosphereswerecompared,withrespecttotheabsorptioncyclesandass

7、embledSiO2nanoparticlediameter(10nm,20nmand40nm).Withenzymeimmobilizationandhightemperature,calcinationsthePS/SiO2microsphereproducedtheSi02hollowmicrospheres.Theexperimentshowedatthesametime,thewallofhollowmicrospherewasthickerwiththeincreaseofthediameteroftheassem