聚合物互穿网络负载纳米银的制备文献综述

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1、文献综述聚合物互穿网络负载纳米银的制备一、前言部分近年来，以纳米银粒子填充聚合物合成功能性复合材料已经取得很大进展，已经报道的聚合物有聚乙烯醇、聚吡咯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。纳米复合材料由于分散相与基体相之间的界面面积特别大，如分散相粒径为15~20nm时，其界面面积高达160~640m2/g，当分散相和基体的性质充分结合起来时，将对基体的物理和化学性质产生特殊的作用。银/聚合物复合材料同时具有了纳米银和聚合物的优良特性，并赋予材料一些特异或新的功能，从而使其在光子学、电子学、生物医学和信息材料学等

2、诸多领域具有广阔的应用前景。因此其制备与应用己经成为目前纳米材料研究领域关注的热点课题。二、主题部分2.1纳米银复合材料的制备[1]金属/聚合物纳米复合材料的制备技术在当前纳米材料研究中占有极其重要的地位。银/聚合物纳米复合材料的制备方法主要有原位法、界面聚合法和空穴法等。银纳米复合材料的制备技术与其结构和性能之间存在着密切关系。2.1.1　原位法原位法包括原位聚合法和原位生成法。前者就是首先合成出纳米银粒子，然后将纳米微粒与单体混合均匀，在适当条件下引发单体聚合。一般仅限于0-3型纳米银/聚合物基复合材料

3、(即将纳米银粒子分散到常规的三维固体中)的制备。原位合成法既适用于0-3型复合材料也适用于0-2型复合材料(即将纳米银粒子分散到二维的薄膜材料中)的制备。2.1.1.1　原位聚合法原位聚合法的聚合方式有悬浮聚合、分散聚合和乳液聚合(包括无皂乳液聚合、种子聚合)等。此法的技术核心是将功能纳米微粒和单体充分接触(螯合或通过分子保护剂等进行连接)，然后使单体在微粒表面原位聚合，所得的银/聚合物纳米复合材料中具有很好的纳米分散相。乳液聚合是原位聚合法常用的手段之一。乳液聚合法制备银/聚合物核壳复合粒子可采用直接包覆

4、法，即将纳米粒子直接放入水中，加入单体和引发剂进行无皂乳液聚合，当聚合物分子量增大到一定程度时包覆在纳米粒子周围，形成复合粒子。另一种更为常见的方法是预处理包覆法，即通过加入表面活性剂以减小纳米粒子的表面极性，提高纳米粒子和高分子之间的亲和性，6从而增强包覆效果。此时，乳液聚合是在含有纳米粒子和增溶单体的表面活性剂胶束之中进行的。由于强烈的搅拌和乳化剂的分散作用，使纳米粒子和反应单体都被分散成纳米大小的粒子，当聚合物分子量增大到一定程度时，就会包覆在纳米粒子周围，形成复合粒子。2.1.1.2　原位生成法纳米

5、银可通过不同技术在聚合物基体中原位生成，从而形成复合微粒。例如，以水凝胶等为载体，吸附银离子后用还原剂还原。Yakutik等在水凝胶存在下，以K-Na-酒石酸为还原剂，在自组装的过程中可以形成10~15nm的球形初级粒子。Khanna等在聚乙烯醇水溶液中，分别用水合肼和甲醛次硫酸氢钠(SFS)将银离子还原成纳米银粒子，从而制备出银/聚乙烯醇复合膜，复合膜中银粒子的晶型为立方结构，粒径不超过10nm。预先制备出聚合物微粒，使其与银离子形成络合物后，再用还原剂将银离子还原同样可以形成复合材料。Huang等在水溶

6、液中使壳聚糖与银离子络合，再用硼氢化钠(NaBH4)还原得到了银/壳聚糖复合微粒。透射电镜测试结果表明，银/壳聚糖复合微粒比其他贵金属(金、铂等)/壳聚糖复合微粒的平均粒径稍大且更为均匀。Singh等首先在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，用过氧化苯甲酰引发甲基丙烯酸甲酯聚合;然后，在体系中加入银离子并使之还原为纳米银粒子，可以得到银粒子均匀分散在聚合物基体中的复合微粒，所得复合微粒的粒径在410~425nm。另外，在一定溶剂和表面活性剂存在下形成聚合物微滴，并使银离子在微滴外层的胶束上聚集，然后用化学

7、还原法将Ag+还原成Ag0，且在此特定区域生长出纳米银粒子的晶核，晶核在酸性条件下逐渐生长形成纳米银粒子。Wang等在DMF溶液中，加入含有巯基的表面活性剂OP-10，成了淀粉微液滴;然后加入硝酸银水溶液和还原剂，使银在淀粉微液滴外层的巯基上聚集成核，形成了淀粉/银核壳复合粒子。此方法中，巯基为外层银壳的生成提供了成核场所，在合成复合粒子中起关键作用。在体系中加入α-淀粉酶使淀粉分解，则可形成空心的纳米银粒子。2.1.2　离子交换法将含有银离子的溶液与阴离子交换树脂(R-H+)相混合，经多次洗涤并于100~

8、200℃条件下烘干，得到树脂/氧化银复合材料([R(Ag2O)]-H+);再在水溶液中用还原剂将复合材料中的Ag+还原为Ag0，得到树脂包覆纳米银的复合粒子。Nath等以银氨溶液([Ag(NH3)2]+NO3-)为前驱体，在银氨正离子表面包覆了一层带负电荷的聚苯乙烯粒子，然后加入硼氢化钠还原并应用离子交换法合成出了Ag/S核壳复合粒子。2.1.3　界面聚合法[15]首先将含有一定盐的水溶液与含有纳米银粒子的有机溶