基于CH-π相互作用的多壁碳纳米管表面POSS粒子非共价修饰研究

首先以α-二亚胺钯(Pd-diimine)在0.1 MPa/35℃下催化乙烯和多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)共聚,基于链"行走"机理以一步法工艺获得含有多重POSS的超支化聚乙烯共聚物(HBPE@POSS),随后分别以THF和氯仿为溶剂,在超声下利用所得HBPE@POSS对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行表面改性.分别运用核磁共振波谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、广角X射线衍射(WAXD)和热重分析(TGA)技术对所得HBPE@POSS的结构与组成进行了表征,进一步通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、WAXD、傅立叶红外光谱(FTIR)和TGA技术对MWCNTs的分散浓度、形貌、聚集状态及与聚合物间的非共价作用进行了考察.结果表明,已将POSS引入超支化聚乙烯(HBPE)结构中,比例达39.0 wt%;借助超声,所得HBPE@POSS可实现MWCNTs在THF/氯仿中单根稳定分散,最高浓度达987 mg/L(THF)和511 mg/L(氯仿);利用非共价CH-π作用,可将一定比例的POSS粒子稳固地引入MWCNTs表面.基于该思路,可望在CNTs表面引入更多种类的功能无机纳米粒子,为其表面非共价无机功能化修饰提供新的方法.

核壳型Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米粒子表面超支化聚乙烯共价接枝研究

报道了一种利用超支化聚乙烯(HBPE)对磁性纳米粒子表面进行共价修饰的方法.首先通过反相微乳液法合成表面包覆Si O2的磁性Fe3O4纳米粒子(Fe3O4@Si O2,简记为FS),并利用偶联剂3-丙烯酰基氧基丙基三氯硅烷对其进行改性,然后与α-二亚胺钯催化剂(Pd-diimine,1)反应,获得磁性粒子共价负载型催化剂(FS-Pd);进一步以所得催化剂在0.1 MPa和15℃下催化乙烯聚合,获得一系列表面HBPE共价接枝的磁性复合粒子(FS-HBPE).通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氢核磁共振波谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等技术对所得磁性复合粒子的结构和形貌进行了表征,并对其磁性能进行了评价.结果表明:通过表面引发/催化的链"行走"乙烯聚合,可成功实现HBPE在磁性纳米粒子表面共价接枝,通过聚合时间的改变,可对表面HBPE接枝率进行有效调控;所得FS-HBPE复合粒子呈超顺磁特征,借助HBPE的作用,可稳定分散于多个有机溶剂中,同时可实现快速磁控分离.基于上述优点,所得FS-HBPE磁性复合粒子可望用作贵金属催化剂载体,在相关有机反应中获得应用.

HBPE-b-PMMA嵌段共聚物的合成及其在甲苯中非共价剥离石墨制备石墨烯溶液的研究

首先利用功能化α-二亚胺钯催化剂催化乙烯进行链＂行走＂配位聚合,获得含有2-溴代异丁酰溴末端基团的超支化聚乙烯（HBPE-Br）,然后以其为大分子引发剂引发甲基丙烯酸甲酯（MMA）进行原子转移自由基聚合（ATRP）,获得HBPE-b-PMMA嵌段共聚物,并对其在甲苯中非共价剥开天然石墨获得石墨烯甲苯溶液的能力进行了考察.氢核磁共振（1H-NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）分析证实,已将PMMA嵌段引入HBPE结构中;紫外-可见光谱（UV-Vis）分析表明,所得共聚物在甲苯中可有效剥开天然石墨获得稳定的石墨烯甲苯溶液,石墨烯浓度可高达0.071 mg/mL;高分辨透射电镜（HRTEM）、原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱分析共同表明：所获得的石墨烯结构完整、表面缺陷少,厚度为2～4层.该方法所得石墨烯甲苯溶液可望在聚合物/石墨烯纳米复合材料领域获得应用。