聚甲基丙烯酸单层修饰金纳米粒子的制备及pH响应性催化

采用可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合制备了具有硫醇端基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA),通过其水解得到具有pH刺激响应的聚甲基丙烯酸(PMAA)。利用硫醇端基与金之间的强耦合作用获得了聚甲基丙烯酸单层修饰的金纳米粒子(PMAA-GNPs)催化体系。利用UV-Vis光谱和透射电子显微镜(TEM)研究了PMAA-GNPs催化剂在不同pH值下的分散状态。以NaBH4还原对硝基苯酚的反应,验证了此催化体系的pH响应性。结果表明,调节体系的pH值为酸性,PMAA塌缩和包覆在金纳米粒子(GNPs)的表面,引起GNPs的聚集,从而降低了催化效率。反之,在碱性环境中,在PMAA链的排斥作用下,GNPs能较好的分散,提高催化效率。     

聚离子液负载金纳米粒子水凝胶的制备及阴离子响应性

通过咪唑基离子液单体与二乙烯苯的自由基聚合制备了聚离子液水凝胶,并通过一步还原得到了离子液水凝胶负载金纳米粒子的复合材料。用UV-Vis光谱和透射电子显微镜研究了金纳米粒子在离子液水凝胶内部的分散状态及阴离子响应性聚集。结果表明,由于空间位阻和静电作用,制得的金纳米粒子的表面等离子共振吸收峰为527 nm,在离子液水凝胶中呈均匀分散的球形(2～5 nm);在PF6-阴离子的作用下,形成了疏水性水凝胶,使凝胶收缩,凝胶内部的金纳米粒子发生聚集,其吸收峰红移到532 nm,初步证实了此水凝胶具有阴离子响应性。     

聚甲基丙烯酸单层保护金纳米粒子选择性检测Pb2+

以聚甲基丙烯酸单层保护的金纳米粒子(GNPs)作为传感器, 实现了水溶液中Pb²⁺的选择性循环检测.先采用柠檬酸钠还原法获得尺寸均匀的GNPs, 再通过具有硫醇端基的聚甲基丙烯酸与金的强耦合作用, 获得了聚甲基丙烯酸单层保护的金纳米粒子(PMAA-@-GNPs).动态光散射、紫外-可见吸收光谱及透射电子显微镜表征证实了其单层结构.在Pb²⁺的诱导下, PMAA-@-GNPs溶液颜色从酒红色变为紫色并可肉眼识别.透射电子显微镜结果证实, 这种变化是由于Pb²⁺交联羧基使聚合物发生收缩, 并诱导GNPs的聚集所致.对比Pb²⁺与Hg²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Na⁺, Ni²⁺, Fe³⁺, Cd²⁺, K⁺和Fe²⁺溶液颜色的变化, 证实此体系具有一定的选择性.用EDTA可夺取交联的Pb²⁺, 使PMAA-@-GNPs 的吸收峰恢复并可用于循环检测Pb²⁺.     

聚甲基丙烯酸单层保护金纳米粒子的制备及pH响应性聚集

通过可逆断裂链转移加成聚合,制备了单分散的聚甲基丙烯酸叔丁酯,并一步水解获得了具有硫醇端基的聚甲基丙烯酸(PMAA).在还原氯金酸为金纳米粒子的同时,利用硫醇端基与金纳米粒子(GNPs)的耦合作用,一步获得了聚甲基丙烯酸单层保护的金纳米粒子.通过紫外光谱和透射电镜表征证实,金纳米粒子为单分散的球型颗粒,在水溶液中具有长期稳定性.聚甲基丙烯酸单层保护的金纳米粒子的光学性质和聚集状态,具有明显的pH响应性.在酸性条件下,由于PMAA被质子化发生疏水性转变,聚合物链收缩聚集,促使金纳米粒子之间互相靠近并聚集,其表面等离子共振吸收峰发生红移.从酸性调节为碱性后,(PMAA-@-GNPs)能重新分散,吸收峰发生蓝移.在多次循环后,溶液的光学信号能可逆互变且变化不大.