仿生多巴胺在光催化和光引發(fā)聚合中的應用研究.pdf

1、多巴胺（DA）是一種生物分子，其最常被使用的形式是鹽酸鹽。多巴胺具有羥基和氨基官能團，所以它具有優(yōu)異的還原性，且在堿性條件下氧化自聚合生成聚多巴胺。由于聚多巴胺含有兒茶酚和氨基等官能團，所以具有較強的粘附性能，此外，它還具有無毒、生物相容性好、可生物降解等特點，因此被廣泛應用于表面修飾、藥物傳遞、催化等領域。在隔絕氧氣、UV光照射下，聚多巴胺上的氨基或羥基官能團上能夠產生自由基，可以引發(fā)一系列丙烯酸類、甲基丙烯酸酯類單體以及苯乙烯聚合。

2、聚多巴胺膠囊由于具有pH響應性和可控的壁厚而引起了廣大科研工作者的關注。目前，主要通過軟/硬模板制備聚多巴胺膠囊，然而，這些方法需要多步操作且需要使用有機試劑去除模板，限制了聚多巴胺膠囊的應用。而聚合誘導自組裝（PISA）技術將聚合、組裝過程同時進行，并可以調控聚合物的結構，具有產量高、形貌多樣、操作簡單易行等優(yōu)點，引起了科研工作者的極大關注。基于仿生多巴胺化學的優(yōu)異性，結合共沉淀方法、光引發(fā)聚合方法及聚合誘導自組裝技術的優(yōu)勢，本論文以

3、尋找更加綠色、溫和、簡便的方法制備微納米材料為目的，詳細研究了基于仿生多巴胺制備的微納米材料的結構、性質及功能。具體研究內容如下：
　　第一章：概述了多巴胺的聚合方法；詳細討論了不同形貌的聚多巴胺的制備及其應用；然后簡單介紹了光催化（Ag/AgCl、氮化碳）的研究，并闡述了聚合誘導自組裝技術的研究現(xiàn)狀；最后闡明了論文的選題依據(jù)和研究內容。
　　第二章：以多巴胺鹽酸鹽作為氯源和還原劑，硝酸銀溶液作為氧化劑，通過改變反應體系的起

4、始 pH值和表面活性劑的濃度，室溫下一鍋法制備出了一系列形貌、組分可控的 Ag@AgCl光催化劑。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、能量分析光譜（EDS）、X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）和紫外可見光譜等手段對所制備的催化劑進行了結構表征；同時研究了光催化劑的催化性能和穩(wěn)定性。研究結果表明：不同反應pH值所制備催化劑的組分不同，通過光催化降解實驗證明了所制備的催化劑具有優(yōu)異的光催化性能和穩(wěn)定性能（至少可重復使用15次）。

5、r>　　第三章：基于前一章節(jié)的技術，利用聚多巴胺優(yōu)異的粘附性能和良好的電子傳輸性能，制備出了Ag/AgCl-PDA-氮化碳（SPCN）復合光催化劑。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、XRD、XPS和紫外可見漫反射（UV-vis DRS）、紅外光譜（FT-IR）和熱重分析（TGA）等手段，結合自由基捕獲實驗、光致發(fā)光光譜（PL）、光電流等實驗，研究了所制備的SPCN復合光催化劑。結果表明：結構表征證明了 SPCN復合光催化劑的成功制備，降解實

6、驗證明了所制備的復合催化劑較 CN、Ag/AgCl、Ag/AgCl-CN具有更好的光催化性能；自由基捕獲實驗證明了空穴在光降解過程中起主要作用；最終提出了一種可行的反應機理，聚多巴胺作為粘合劑，在不破壞 CN原本結構的情況下，既增強了Ag/AgCl與氮化碳之間的作用，避免了二次環(huán)境污染，又加速了光生載流子的分離。
　　第四章：結合聚合誘導自組裝理念，以多巴胺小分子作為光引發(fā)劑，代替PISA中使用的大分子引發(fā)劑或鏈轉移劑，在隔絕氧氣