论文部分内容阅读
构建高效可控离子传输通道对膜分离、药物控释、能源新材料等领域发展具有重要促进作用,其中在微米-纳米尺度上,响应外部环境条件,识别、捕捉、可控传输特定离子或分子是热点研究方向之一。目前研究最多的构建离子传输通道的方法就是把聚电解质接枝到多孔膜的孔道表面。可逆加成裂解链转移自由基聚合(RAFT)因反应条件温和、单体适用性广而广泛应用于聚电解质的合成。本文采用RAFT聚合得到聚电解质,将其接枝到阳极氧化铝(AAO)膜表面,考察了复合膜的离子电导率对pH值的响应性。(1)聚电解质的合成。首先合成4-氰基戊酸二硫代苯甲酸(CPADB),而后分别以CPADB和4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)(ACVA)作为链转移剂和引发剂,采用RAFT聚合实现了2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、α-甲基丙烯酸(MAA)、N,N-二乙胺基甲基丙烯酸乙酯(DEAEMA)的可控自由基聚合。通过调节单体与链转移剂的比例合成了不同聚合度的均聚物。所得聚合物具有分子量可控,分子量分布窄(PDI=1.08-1.17)的特性。(2) PMAA/AAO复合构建pH值响应离子通道。选用AAO膜作为构建离子传输通道的基体,在对AAO膜进行等离子体处理和APTES改性后,采用"Graft to"法,成功地将聚电解质PMAA接枝到AAO膜孔道,得到了具有pH值响应性的AAO-g-PMAA复合膜。利用TGA、FTIR、SEM研究了AAO膜孔径大小和PMAA溶液浓度对PMAA接枝AAO膜的效率影响。利用交流阻抗分析研究了AAO膜孔径大小和PMAA溶液浓度对所得AAO-g-PMAA复合膜pH值响应性的影响。结果表明,膜孔径为25nm的AAO膜在10wt%PMAA溶液中接枝得到的AAO-g-PMAA复合膜具有较好pH值响应性,而膜孔径为75nm的AAO膜在15wt%PMAA溶液中接枝得到的AAO-g-PMAA复合膜具有一定pH值响应性,而膜孔径为100nm的AAO-g-PMAA复合膜只有微弱的pH值响应性。