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本论文结合了微乳液法、高分子软模板法与γ-射线辐射法的优点,用微乳液和高分子软模板来控制产物的形貌,用γ-射线辐射法在常温常压下引发金属离子的还原或同时引发单体聚合来制备纳米材料和纳米复合材料。我们用这种方法采用不同体系制备了多种形貌的二氧化钼/聚合物纳米复合材料;我们还用γ-射线辐射非水体系制备了超顺磁性的γ-Fe2O3纳米粒子。本论文的主要工作总结如下:
1、利用微乳液为模板,以钼酸铵为无机盐原料,以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸为有机单体,用OP-10和OP-4作乳化剂,与水、煤油组成正相微乳液,合成了无机粒子包覆在聚合物微球外面的MoO2/P(St-co-MMA-co-AA)纳米复合微球。研究表明:油水比越小,形成复合微球的粒径分布越窄、形状越规则;随着盐浓度与单体量的比率增加,MoO2覆盖在聚合物球表面的量增多,衬度变黑;但该比率太高会导致无机粒子散落在复合微球外面。我们测试了产物的催化性质,在300℃时,可以使得CO转化为CO2的百分转化率达到80%。我们还以上述原料组成反相微乳液,合成了聚合物内部包裹无机粒子的MoO2/PSt核壳结构的纳米复合微球。当单体量较高时,复合微球的核壳结构较明显。
2、同样以钼酸铵水溶液为水相,以环己烷为油相,以自合成的水性聚氨酯为乳化剂配制乳液,利用水性聚氨酯在酸性与碱性条件下形貌的不同,以此为软模板成功地制备了低维MoO2/WPU纳米复合材料。研究发现盐浓度越大越易形成低维结构,盐浓度越小越易形成微球;而且pH值越小也越易形成微球。当我们用苯乙烯取代环己烷时,得到了MoO2/(WPU-co-PSt)中空纳米复合材料。当盐浓度较大时,易形成中空微球,反之,则形成实心球;而苯乙烯的量较大时形成微球,反之,则形成棒状和不规则球状;当水油比较大时,空球的粒径较小且较均匀。
3、以二茂铁为原料,以异丙醇和煤油为非水溶剂,用乙二胺调节溶液的pH值,在常温常压下,用γ-射线辐射法成功制备了超顺磁性的γ-Fe2O3纳米粒子,TEM显示其尺寸平均仅有几个纳米,在300K下测得的磁滞回线表明产物γ-Fe2O3具有超顺磁性,这与文献相一致。