荧光酮取代基对碳纳米管协同增效作用的影响研究

以金属离子(Pb2+、Mn2+)与荧光酮(苯基荧光酮、水杨基荧光酮、邻氯苯基荧光酮)的显色体系为模型,在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的存在下,研究了显色剂荧光酮不同的取代基对碳纳米管协同增效作用的影响。结果表明,碳纳米管作为一种新型增效剂,与荧光酮产生π-π作用,使荧光酮类显色体系的灵敏度得到提高。3种荧光酮的增敏强度为ΔA苯基荧光酮ΔA水杨基荧光酮ΔA邻氯苯基荧光酮。该文从空间位阻、氢键以及取代基的电子效应等方面进行了机理的探讨。水杨基荧光酮和邻氯苯基荧光酮由于邻位取代基的存在,增加了荧光酮分子与碳纳米管之间π-π作用的空间位阻,导致显色体系的增敏强度较小;与带有—Cl吸电子基团的邻氯苯基荧光酮相比,水杨基荧光酮上的供电子基团—OH可与碳纳米管上的含氧基团形成氢键,由于氢键的作用以及电子效应的不同导致了增敏效应的差异。对体系的实验条件进行优化,得出最佳测锰体系的线性范围为0.04~0.56 mg/L,回归方程为A=0.016+1.541C(mg/L),表观摩尔吸光系数ε=9.45×104L/(mol.cm),r=0.997。利用该体系对自来水中的锰进行了测定,结果令人满意。     

纳米SiO_2粒子表面静电吸附引发剂的活性研究

引发剂2,2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物(AIBA)可通过静电作用而高效稳定地吸附到在弱碱性水相中均匀稳定分散的纳米SiO2粒子表面.对这些吸附引发剂的热分解行为、在纳米SiO2粒子表面原位引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)乳液聚合的动力学和纳米SiO2粒子表面的聚合锚固情况进行了研究.发现非吸附和吸附引发剂的热分解活化能分别为148.5kJ/mol和124.5kJ/mol,70℃时半衰期分别为12.6h和5.2h,说明在相同状态下静电吸附引发剂具有比非吸附引发剂更高的活性,因而在原位乳液聚合中表现出比常规乳液聚合更短的诱导期和更高的聚合速率.更关键的是,具有较高活性的吸附引发剂高效稳定地吸附在SiO2粒子表面,可以使聚合反应总是优先发生于纳米SiO2粒子表面,从而可以更好地促进单体在纳米SiO2粒子表面的锚固,最终有效提高无机/有机相间的复合程度.     

纳米TiO_2粒子静电吸附引发剂及其原位锚固丙烯酸丁酯聚合

调节体系酸碱度使分散于水分散液中的纳米TiO2粒子表面带负电,进而通过静电作用高效稳定吸附上偶氮盐类引发剂2,2′-偶氮二异丁脒二氯化氢(AIBA).实验发现引发剂在TiO2粒子表面的静电吸附存在一个稳定吸附上限,其值在pH=10的体系中为0.084mmol/g(相对于TiO2的量).进一步通过原位乳液聚合在TiO2粒子表面就地引发丙烯酸丁酯(BA)的锚固聚合,制备得到了PBA/TiO2复合乳胶.对聚合动力学和聚合产物的观察发现,吸附引发剂在其中起到重大作用,只有当引发剂用量略低于稳定吸附上限时,反应过程稳定性和聚合产物分散性才较好.此时聚合反应阻聚期短、反应速率快、单体转化率高、实验重现性好.热重分析(TGA)和红外光谱分析(FTIR)结合抽提实验证实,通过原位乳液聚合可在TiO2粒子表面锚固上13.5%的不可抽提PBA聚合物.动态激光粒度分析(DLS)发现,原位锚固改性对TiO2粒子软团聚体具有稳定的解团聚作用,可有效提高纳米TiO2粒子在体系中的分散性和分散稳定性.这一化学改性作用与超声分散所带来的物理性的可逆解软团聚作用有着本质区别.