论文部分内容阅读
荧光纳米材料比如荧光纳米凝胶或碳纳米材料具有独特的性质，作为新兴材料得到广泛的关注。其中，荧光纳米凝胶是纳米尺寸的三维交联聚合物网络荧光材料，具有独特的网络结构、丰富的反应位点和可调的荧光特性，被广泛应用于化学传感和生物领域。碳点(CDs)具有独特发光行为、良好生物相容性和高光学稳定性，在光学器件、传感、生物等领域表现出优异的应用潜力，成为近年来热门的研究课题。荧光纳米材料的结构与其性质、应用息息相关。因此，开发便捷、普适的方法用于精确设计、合成荧光纳米材料具有重要的科学意义和应用价值。
本文提出了一种以核-壳型星形聚合物为前驱体设计合成荧光纳米材料的方法，以此制备了基于聚集诱导发光(AIE)的荧光纳米凝胶和以葡萄糖为碳源的碳点。本文还使用表面活性剂溶于低极性溶剂中形成的反向胶束为前驱体，采用溶剂热一锅法制备了多种碳点。具体工作如下：
1)基于AIE的荧光纳米凝胶的制备：合成两种4-羟基二苯甲酮衍生物单体，通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成内核含有二苯甲酮侧基的核-壳型六臂星形嵌段聚合物。将此聚合物作为前驱体进行McMurry偶联反应，制备内核以四苯乙烯为交联点的荧光纳米凝胶。所得荧光纳米凝胶粒径均一，在固体状态和稀溶液中均能发射稳定的蓝色荧光，在溶液中量子产率可达47.2%。该纳米凝胶被成功用作荧光添加剂制备荧光薄膜。
2)以葡萄糖为碳源碳点的制备：合成葡萄糖衍生物单体，通过ATRP合成一系列具有不同聚合度且含葡萄糖侧基内核的核-壳型六臂星形嵌段聚合物。将其溶解于1,2,4-三氯苯中，溶剂热法制备不同粒径和碳化程度的碳点。所制备的碳点粒径均一，365nm紫外下发射蓝绿色荧光且具有激发波长依赖性和较宽的紫外光吸收范围。碳点溶液浓度对其荧光行为影响强烈，不同碳化程度碳点的荧光行为变化趋势相似。碳点粒径与聚合物前驱体内核分子量呈现良好的正相关性。
3)表面活性剂制备碳点：以商业化表面活性剂蔗糖酯为原料，溶剂热一锅法制备碳点。二苯醚中制备所得碳点荧光行为与二苯醚相似。正十六烷中，空气的参与促进碳点荧光量子产率的提高，随着反应浓度的加大，荧光发射明显红移。在1,2,4-三氯苯中使用更高浓度蔗糖酯溶液制备碳点，所得碳点形貌规则，具有较宽的紫外光吸收范围。卵磷脂、甜菜碱和司盘40也被成功用于制备碳点。所有碳点均具有激发波长依赖性。
本文提出了一种以核-壳型星形聚合物为前驱体设计合成荧光纳米材料的方法，以此制备了基于聚集诱导发光(AIE)的荧光纳米凝胶和以葡萄糖为碳源的碳点。本文还使用表面活性剂溶于低极性溶剂中形成的反向胶束为前驱体，采用溶剂热一锅法制备了多种碳点。具体工作如下：
1)基于AIE的荧光纳米凝胶的制备：合成两种4-羟基二苯甲酮衍生物单体，通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成内核含有二苯甲酮侧基的核-壳型六臂星形嵌段聚合物。将此聚合物作为前驱体进行McMurry偶联反应，制备内核以四苯乙烯为交联点的荧光纳米凝胶。所得荧光纳米凝胶粒径均一，在固体状态和稀溶液中均能发射稳定的蓝色荧光，在溶液中量子产率可达47.2%。该纳米凝胶被成功用作荧光添加剂制备荧光薄膜。
2)以葡萄糖为碳源碳点的制备：合成葡萄糖衍生物单体，通过ATRP合成一系列具有不同聚合度且含葡萄糖侧基内核的核-壳型六臂星形嵌段聚合物。将其溶解于1,2,4-三氯苯中，溶剂热法制备不同粒径和碳化程度的碳点。所制备的碳点粒径均一，365nm紫外下发射蓝绿色荧光且具有激发波长依赖性和较宽的紫外光吸收范围。碳点溶液浓度对其荧光行为影响强烈，不同碳化程度碳点的荧光行为变化趋势相似。碳点粒径与聚合物前驱体内核分子量呈现良好的正相关性。
3)表面活性剂制备碳点：以商业化表面活性剂蔗糖酯为原料，溶剂热一锅法制备碳点。二苯醚中制备所得碳点荧光行为与二苯醚相似。正十六烷中，空气的参与促进碳点荧光量子产率的提高，随着反应浓度的加大，荧光发射明显红移。在1,2,4-三氯苯中使用更高浓度蔗糖酯溶液制备碳点，所得碳点形貌规则，具有较宽的紫外光吸收范围。卵磷脂、甜菜碱和司盘40也被成功用于制备碳点。所有碳点均具有激发波长依赖性。