聚乙烯四唑型螯合树脂及其对重金属离子的吸附性能

采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法将丙烯腈(AN) 接枝到氯甲基化聚苯乙烯树脂(PS-CH₂Cl) 表面, 再与叠氮化钠进行3+2环加成反应, 制备了一种聚乙烯四唑型螯合树脂(PVT-g-PS). 用红外光谱和元素分析对PVT-g-PS树脂进行了表征, 考察了该树脂对Pb(Ⅱ), Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能. 在一定聚合时间范围内, 丙烯腈接枝率与SI-ATRP时间呈线性关系, 树脂表面四唑含量及树脂对金属离子的吸附容量随丙烯腈接枝率增大而增大, 说明丙烯腈在树脂表面聚合为活性可控聚合, 树脂表面功能团含量和树脂吸附容量可以用聚合时间调控. 通过分析树脂吸附容量与溶液pH值的关系、 吸附等温线和吸附动力学, 证明3种金属离子的吸附主要是基于配位作用的化学吸附. 当SI-ATRP时间为10 h时, 树脂对Pb(Ⅱ), Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附容量高达1.57, 1.68和1.92 mmol/g. 经过10次吸附-解吸循环实验, 树脂的吸附容量无显著变化, 表明新型树脂具有较高的吸附量和良好的重复使用性.     

原子转移自由基聚合及可控自由基聚合

以作者在原子转移自由基聚合领域的研究成果为主导,结合国内外文献,对近年来出现的颇具影响的可控自由基聚合体系与进行了评述与展望。     

引发剂结构对原子转移自由基聚合反应的影响

研究了三种不同结构的引发剂,溴代乙酸乙酯（EBrA)、α-溴代丁乙酯（EBrB)、α－溴代异丁酸乙酸（EBriB)引发的苯乙烯的原子转移自由基聚合反应（ATRP）。发现EBrA引发的苯乙烯的ATRP不是“活性”聚合。EBriB引发的苯乙烯的ATRP引发效率不够高,也不是典型的“活性”聚合。EBrB引发的苯乙烯的ATRP是较为典型的“活性”聚合：聚合物的分子量可以通过调节单体／引发剂的投料量及反应时间来控制,所得聚合物的分子量分布很窄,且有随转化率的增加而逐渐变窄的趋势。     

原子转移自由基聚合及其催化引发体系研究进展

原子转移自由基聚合(ATRP)作为一种有效的"活性"/可控聚合可对聚合物进行分子设计,制备结构和相对分子质量可控的各类聚合物,具有潜在而广泛的研究价值。本文综述了ATRP的研究进展,特别是对传统ATRP催化引发体系、RATRP催化引发体系、AGET ATRP催化引发体系、SR&NI ATRP催化引发体系、ICAR ATRP催化引发体系、ARGET ATRP催化引发体系、杂化或双金属催化体系等的催化引发机理进行了详细的介绍。并综述了ATRP聚合中各种实施方法如本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法等的研究现状。     

聚丙烯酰胺树脂的制备及其对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附性能研究

以氯甲基化交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为载体和大分子引发剂,溴化亚铜/2,2’-联吡啶为催化剂体系,采用了表面引发原子转移自由基聚合技术(SI-ATRP),将丙烯酰胺接枝到CMCPS树脂表面,制得了新型聚丙烯酰胺树脂(PAM-CMCPS),并且用元素分析、扫描电镜和红外光谱对其进行了表征。考察了此树脂对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附性能、动力学和热力学参数。结果表明,此树脂对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附量随溶液初始浓度和温度的升高而增加,当初始浓度为8 mmol/L时吸附效果最佳,树脂的静态饱和吸附容量为111.0 mg/g,Langmuir和Freundlich方程都呈现良好的拟合度。热力学平衡方程计算得ΔG<0,ΔH=268.2 k J/mol,ΔS>0,表明此吸附过程是一个自发、吸热、熵增加的过程。动力学研究表明,准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果,该过程符合准二级动力学模型。此PAM-CMCPS树脂应用于柑橘样品中2,4-二氯苯氧乙酸的吸附,取得了较满意的结果。     

原子转移自由基悬浮聚合制备PVC-g-PMMA共聚物

原子转移自由基悬浮聚合制备PVC-g-PMMA共聚物;聚氯乙稀;甲基丙烯酸甲酯;原子转移自由基悬浮聚合     

结合表面引发的原子转移自由基聚合和气/固反应制备CdS纳米微粒/聚苯乙烯核壳微球

结合表面引发的原子转移自由基聚合和气/固反应制备CdS纳米微粒/聚苯乙烯核壳微球. 以表面富含环氧基团的聚苯乙烯微球为基底, 利用开环反应在水相中一步接枝表面引发剂, 然后在聚苯乙烯微球表面引发甲基丙烯酸镉的原子转移自由基聚合, 最后通入H2S气体原位生成CdS纳米微粒. 生成的CdS纳米微粒复合的核壳微球呈草莓状形貌, 且具有良好的光学性能.     

原子转移自由基聚合的研究进展

综述了原子转移自由基“活性”聚合研究的进展，包括采用的各种引发体系，聚合反应机理，动力学研究以及所合成的各种模型聚合物。通过原子 转移自由基聚合可以方便地合成各种结构的模型聚合物，２包括窄分的均聚物，交替，无规和渐变共聚物、特殊链端的聚合物，嵌段和接枝共聚物等。     

红外光谱法研究苯乙烯原子转移自由基聚合反应动力学

利用红外光谱法测定反应转化率研究原子转移自由基聚合反应动力学。在环己酮溶液中,以卤代烃为引发剂,过渡金属卤化物与配位剂２,２‘－联吡啶为催化体系,进行了苯乙烯聚合。分别就反应温度,反应物浓度和引发体系对苯乙烯聚合速率的影响进行了动力学测定,证实了原子转移自由基聚合具有活性聚合的特征,同时计算并讨论了苯乙烯原子转移自由基聚合反应的动力学数据。     

乳液原子转移自由基聚合*

原子转移自由基聚合(ATRP)应用于乳液聚合体系的主要挑战在于如何同时保证乳液的稳定性和聚合反应的可控性。本文主要对乳液ATRP体系中影响聚合反应可控性和乳液稳定性的各种因素、乳液ATRP的机理和乳液ATRP的应用等方面进行了综述。表面活性剂亲水亲油性及其亲水亲油基团的化学性质、催化剂/配体在油/水两相之间的分配行为、引发剂的溶解性、反应温度以及各组分的浓度是影响反应可控性和乳液稳定性的主要因素。各组分在油/水两相中的分配行为使得乳液ATRP的机理比传统乳液聚合更加复杂。乳液原子转移自由基聚合结合了活性自由基聚合和乳液聚合的优点,在理论研究和工业生产上具有很大的应用前景。     

高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂的制备及吸附性能

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体, 氯甲基化的交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为大分子引发剂, CuBr/2,2'-联吡啶(Bpy)为催化剂, 采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术, 使甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合在CMCPS树脂表面, 制得了环氧化聚合物. 将该聚合物与亚胺基二乙酸(IDA)反应, 制备了高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂(IDA-PGMA-CMCPS), 用元素分析对其进行了表征. 考察了螯合树脂对Cu²⁺的吸附性能及动力学和热力学参数. 该螯合树脂表面IDA接枝密度达8.15 mg/m². 研究结果表明, 树脂对Cu²⁺的吸附量随离子浓度和温度的升高而增加, 当pH值为2.2时, 对Cu²⁺离子的吸附效果最佳. 树脂的静态饱和吸附容量为1339.66 mg/g, Langmuir和Freundlich方程均呈现良好的拟合度. 通过热力学平衡方程计算ΔG<0, ΔH=270.60 kJ/mol, ΔS>0, 表明该吸附过程是自发、 吸热、 熵增加的过程. 动力学研究结果表明, 准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果, 该过程符合准二级动力学模型.     

Facile Preparation of Polystyrene Grafted Calcium Carbonate Nanoparticles Via Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization

Polystyrene grafted calcium carbonate nanoparticles (PS-CaCO₃) were successfully prepared by the surface-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) of styrene from the chloroactic acid modified calcium carbonate nanoparticles (CA-CaCO₃), with Cu(I)Br/1,10-phenanthroline as catalytic system in toluene. The percentage of grafting (PG%) was found to be 230% after a polymerizing time of 24 hours with the conversion of monomer (C%) of 25%, calculated from the TGA results. The PS-CaCO₃ nanoparticles had been characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric analysis (TGA), and transmission electron microscope (TEM).     

Atom Transfer Radical Polymerization of Styrene Using a Bifunctional Initiator

A bifunctional alkyl halide, namely l, 2-bis(2′-bromobutyryl) ethane (BBrBE), was synthesized and used to initiate the bulk atom transfer radical polymerization (ATRP) of styrene (St) at 110°C in the presence of CuBr/2,2′-bipyridyl. The narrow polydispersity of polystyrene (PSt) with precisely two arms could be synthesized. The initiate ability of the two active bromide functional groups at both sides of BBrBE for St and the propagation ability of the two arms were confirmed to be similar by the characterization of the individual arms obtained upon hydrolysis of the ester link between the core and the branches.     

酚氧基联烯基醚单体的原子转移自由基聚合研究

以具有较高活性的酚氧基联烯基醚(POA)和对叔丁基酚氧基联烯基醚(t-BuPOA)为研究对象, 研究了不同引发 剂/配体体系对其原子转移自由基(ATRP)聚合行为的影响. 发现在2-溴代丙酸甲酯/溴化亚铜/4,4’-二庚基联吡啶(2-MBP/CuBr/dHbpy)和对甲苯磺酰氯/溴化亚铜/三-(N,N-二甲基氨基乙基)胺(p-TsCl/CuBr/Me6TREN)两种ATRP反应体系中, POA的聚合都遵循ATRP反应的机理.     

基于环糊精的原子转移自由基聚合

综述了近年来基于环糊精的原子转移自由基聚合的最新进展.其中,基于环糊精合成化学的原子转移自由基聚合主要表现在:一方面,通过原子转移自由基聚合反应实现环糊精母体的共价键修饰;另一方面,利用该反应参与构筑非共价键的环糊精自组装体系.而通过原子转移自由基聚合反应获得的这些新型环糊精衍生物和自组装体系还可以被进一步应用到有机合成化学、复杂“智能型”超分子自组装体系的构筑、药物输运与控缓释工具、蛋白识别以及手性分离等领域.     

Crosslinked Polymeric Nanocapsules Via Surface-initiated Atom Transfer Radical Polymerization from SiO2 Nano-templates

The aim of the present work was to develop the crosslinked polymeric nanocapsules for drug delivery from the SiO₂ nano-templates via surface-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) technique. The crosslinked polymeric nanocapsules were fabricated via the SI-ATRP of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) from initiator modified silica nano-templates. After the hydroxyl side-groups of the polymer grafted silica nanoparticles (SN@PHEA) were crosslinked with hexamethylene diisocyanate (HDI), the silica templates encapsulated in the crosslinked polymer shells were removed by being etched with HF to produce the crosslinked polymeric nanocapsules. The diameter of the polymeric nanocapsules is in the range of 20–40 nm, characterized by transmission electron microscopy (TEM).     

Synthesis of Chlorogenic Acid Imprinted Chromatographic Packing by Surface-initiated Atom Transfer Radical Polymerization and Its Application

A novel chromatographic packing of chlorogenic acid（CGA） molecularly imprinted polymer（MIP） based on the 5.0 ~tm silica was prepared by surface initiated atom transfer radical polymerization（SI-ATRP） with 4-vinylpyridine（4-VP） as functional monomer, ethyl glycol dimethacrylate（EDMA） as cross-linker in the mixture of methanol and water（7：3, volume ratio） under mild reaction conditions. The characteristics of CGA MIP were investi- gated by elemental analysis, thermogravimetric analysis（TGA）, Fourier transform infrared spectrometry（FTIR） and atomic force microscopy（AFM）. The effects of some chromatographic conditions such as mobile phase composition and temperature on the retention time were investigated. The adsorption capacity of the stationary phase for com- pounds was determined by frontal chromatographic technique. The results show that Freundlich isotherm fits the ex- perimental adsorption isotherm data better than Langmuir model does. The relatively high heterogeneity index values regressed with the Freundlich isotherm suggest the formation of fairly homogeneous MIP. Thermodynamic data（AAH and AAS） obtained by van＇t Hoff plots reveal an entropy-controlled separation. The CGA MIP column was shown to be successful for the separation and purification of chlorogenic acid from the extract of Honeysuckle.     

原子转移自由基聚合法用于以单分散树脂为基质的强阳离子交换色谱固定相的制备及其色谱性能研究

以7μm单分散交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯树脂表面键合溴异丁酰溴为引发剂,以CuCl/CuCl2/2,2-联二吡啶(Bpy)为催化体系,采用封闭体系,在氮气保护下,以乙烯基苯磺酸钠(NaSS)为单体、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液为溶剂,制备了强阳离子交换色谱(SCX)固定相,并用元素分析与红外光谱法对其进行了表征....     

原子转移氮氧自由基偶合反应制备聚苯乙烯改性的石墨烯

通过原子转移氮氧自由基偶合(ATNRC)反应制备了聚苯乙烯改性的石墨烯. 先将氧化石墨烯酰氯化, 然后与2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧自由基(HTEMPO)进行酯化反应制备HTEMPO 修饰的石墨烯(Graphene-HTEMPO), 通过Graphene-HTEMPO 与原子转移自由基聚合(ATRP)方法制备的Br 封端的聚苯乙烯进行ATNRC 反应, 即可得到聚苯乙烯共价改性的石墨烯(Graphene-g-PS). 热失重分析结果表明聚苯乙烯的接枝率约为6.68 wt%, 从透射电镜照片中也可以明显地看到石墨烯表面的聚苯乙烯. 由于聚苯乙烯的共价接枝, 使得Graphene-g-PS 在氯仿、正己烷、甲苯、甲醇等有机溶剂中具有很好的分散性, 有利于石墨烯的进一步应用.