[發(fā)明專利]一種穩(wěn)定的嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM基Au納米粒子的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310175880.1
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103254373A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊正龍;徐曉黎
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;B22F9/24
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種穩(wěn)定的嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM基Au納米粒子的制備方法。

背景技術(shù)

過渡金屬納米粒子除具有一系列尺寸相關(guān)效應(yīng)（如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等）之外，因其結(jié)構(gòu)特殊而具有優(yōu)異的光、電、磁、潤滑和催化等性能，但由于其表面能高而不穩(wěn)定，限制了過渡金屬納米粒子的研究與應(yīng)用，因此如何提高過渡金屬納米粒子的穩(wěn)定性是一個亟需解決的問題。制備過渡金屬納米粒子的傳統(tǒng)方法大致可分為三類：固相法、氣相法和液相法，但傳統(tǒng)方法存在制備工藝復(fù)雜、副產(chǎn)物多、產(chǎn)物粒子粒徑不均一等缺點(diǎn)，因此需要對其進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。在催化劑領(lǐng)域，目前研究最多的是將聚合物通過不同的方法接于金屬納米粒子表面，利用聚合物與溶劑的良好相溶性來提高過渡金屬納米粒子在溶液中的穩(wěn)定性。然而通常的聚合物存在分子量分布不均、反應(yīng)活性不高、親水能力不強(qiáng)等缺點(diǎn)，這不僅影響聚合物接入金屬納米粒子表面的能力，還將影響金屬納米粒子在溶液中的穩(wěn)定性，同時，催化后過渡金屬納米顆粒如何回收也是一個大問題。

目前常用的聚合物穩(wěn)定金納米粒子的方法有兩種：一種方法是在氯金酸還原制備金納米粒子的合成途徑中加入聚合物保護(hù)劑；另一種方法是在已制備的金納米粒子體系中加入聚合物保護(hù)劑增加其穩(wěn)定性。前者由于其一步合成法而更具優(yōu)勢。中國專利CN102206356A報(bào)道了一種聚苯乙烯/(貴金屬納米粒子聚苯胺)復(fù)合粒子及其制備方法，它首先制備了表面上覆有聚苯胺殼層的聚苯乙烯粒子(微球)，然后再加入貴金屬納米粒子溶膠，使貴金屬納米粒子嵌入到聚苯胺殼層和表面，但是該方法是利用了聚合物穩(wěn)定金納米粒子，而且這種方法所制得的金納米粒子穩(wěn)定性不高，粒徑也不均勻。中國專利CN101362088A報(bào)道了一種高穩(wěn)定聚合物基納米金催化劑的制備方法及其應(yīng)用，它是以鄰氨基苯硫酚作為氯金酸的還原劑，鄰氨基苯硫酚的氧化產(chǎn)物聚鄰氨基苯硫酚為金納米粒子的高分子保護(hù)劑，得到穩(wěn)定的聚鄰氨基苯硫酚基金納米粒子，與通常金納米粒子合成過程中需還原劑以及高分子保護(hù)劑的途徑相比，制備工藝簡便。中國專利CN101225227A報(bào)道了一種超支化聚酰胺胺與金屬納米復(fù)合物的制備方法，利用該方法制備納米金粒子的過程中，無需外加還原劑或紫外光照，直接將前驅(qū)體金屬化合物加入到超支化聚酰胺胺的水溶液中，僅通過“一步法”在室溫下反應(yīng)就可制備得到具有良好水分散性的金屬納米粒子，但是該方法的合成過程比較復(fù)雜，所制得的金納米粒子尺寸比較大。

針對金納米粒子在制備過程中存在的問題，我們提出了一種嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM穩(wěn)定金納米粒子的制備方法。該方法制備的金納米粒子具有尺寸小、比表面積大、粒徑均一等優(yōu)點(diǎn)，且PAPMA-b-PNIPAM穩(wěn)定的Au納米粒子可以在水溶液中長期穩(wěn)定的存在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的一種穩(wěn)定的嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM基金納米粒子的制備方法。

本發(fā)明首先采用RAFT聚合的方法合成大分子鏈轉(zhuǎn)移劑PAPMA，其次，利用大分子鏈轉(zhuǎn)移劑PAPMA合成嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM；最后，將該嵌段聚合物嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM接枝到Au納米粒子表面制備出一種嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM穩(wěn)定的Au納米粒子。

本發(fā)明提出的一種穩(wěn)定的嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM基Au納米粒子的制備方法，具體步驟如下：

（1）大分子鏈轉(zhuǎn)移劑PAPMA-CTA的合成

將0.01~0.1g鏈轉(zhuǎn)移劑4-氰基-4-（硫代苯甲酰）戊酸（CTP）、0.01~0.1g引發(fā)劑4,4’-偶氮（4-氰基戊酸）（V-501）加入到50?mL的單口瓶中，緩慢往單口瓶中加入0.1~1.0?mL?1,4-二氧六環(huán)；將1.5~7.5g?N-3-氨丙基甲基丙烯酰胺鹽酸鹽（APMA）單體溶解于5~15?mL去離子水后加入到單口瓶中，然后置于磁力加熱攪拌器的水浴鍋中50~90℃反應(yīng)8~36h，結(jié)束反應(yīng)后將反應(yīng)瓶冷卻至室溫后通大氣；產(chǎn)物置于pH為4.0-5.0的去離子水中透析2~7天，然后冷凍干燥1~4天，得到大分子鏈轉(zhuǎn)移劑PAPMA-CTA；

（2）嵌段共聚物PAPMA-b-PNIPAM的合成