[发明专利]一种以接枝嵌段聚合物为模板自组装形成CdSe纳米棒的方法

说明书

本发明公开了一种以接枝嵌段聚合物为模板自组装形成CdSe纳米棒的方法，该方法涉及接枝嵌段聚合物模板的合成及CdSe纳米棒的引导组装方法，属于纳米结构制备技术领域。首先利用原子转移自由基聚合(ATRP)得到接枝嵌段聚合物PHEMA‑g‑[PAA‑b‑PS]，然后引导纳米粒子在所述接枝嵌段聚合物上进行自组装得到CdSe纳米棒。可以通过调节接枝嵌段聚合物主链和侧链的分子量，直接引导组装得到合适尺寸的纳米结构。同时，合成的CdSe纳米材料具备优良的光催化性能，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子聚合物模板的合成及纳米结构的引导组装方法，属于纳米结构制备技术领域。

背景技术

接枝嵌段聚合物是含有长聚合物主链的大分子，具有致密接枝的聚合物侧链。由于其独特的结构，接枝嵌段聚合物表现出明显的特性，具备许多潜在的应用，包括光子学，润滑剂，刺激响应材料，超软弹性体，多孔材料，和药物输送系统。接枝嵌段聚合物可以通过三种策略合成：“接枝”，“接枝到”，“接枝自”。可逆失活自由基聚合(RDRP)或受控自由基聚合(CRP)程序的开发，包括原子转移自由基(ATRP)，可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)和硝基氧介导聚合(NMP)为制备具有受控组成和分子量的主链和侧链的接枝嵌段聚合物提供了多种途径。

虽然形式上是单分子，但接枝嵌段聚合物的尺寸类似于一些自组装纳米物体，例如聚合物胶束。由于密集接枝侧链之间的强烈空间排斥，如果骨架的长度明显长于侧链的长度，则接枝嵌段聚合物采用延伸的圆柱形构造。这使得具有嵌段共聚物侧链的分子瓶刷可用作单分子模板，用于制造一维(1D)纳米结构，例如纳米棒、纳米线和纳米管。尽管通过可逆自组装提供了与胶束相似的结构，但当外部环境发生变化时，接枝嵌段聚合物不会发生解离，为络合无机前驱体提供了独特的机会。因此，可以在接枝嵌段内选择性地形成具有各向异性排列的无机物含量的复合材料，从而在径向方向上提供分层结构。

通过这种方式，纳米棒可以使用接枝嵌段聚合物模板制备，其中纳米核反应器的边界分别由接枝内层嵌段(核)和接枝外层嵌段(壳)限定。由于其独特的几何形状和尺寸依赖的光学，电子，磁性，1D纳米结构可用于纳米电子学，传感器，催化，能量收集，储存和转换领域的潜在应用。支化无机纳米结构的合成是一个重要的研究方向，可以生成具有增强的互连性和纳米粒子渗透的分层纳米结构网络。

发明内容

本发明提供了一种以接枝嵌段聚合物为模板自组装形成CdSe纳米棒的方法。

具有聚(丙烯酸)-嵌段-聚苯乙烯(PAA-b-PS)侧链的接枝嵌段聚合物通过“接枝自”的方法合成并用作模板自组装形成CdSe纳米棒。模板的结构特征也有效地转移到杂化纳米复合材料中，可控的合成形状规则，尺寸分布均匀的CdSe纳米棒。

本发明提供了一种以接枝嵌段聚合物为模板自组装形成CdSe纳米棒的方法

优选地：所述接枝嵌段聚合物，由主链和侧链组成；其中所述主链由单体的原子转移自由基聚合(ATRP)获得，且所述主链是通过酯化的方法在侧基形成ATRP的引发位点，所述侧链包括A和B两个嵌段聚合物，且所述A和B两个嵌段聚合物由单体在所述主链引发位点上的原子转移自由基聚合(ATRP)得到。

优选地：合成主链的所述单体为甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)。

优选地：所述聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)主链通过与溴化试剂发生酯化反应排在主链侧基点形成多个引发位点；且溴化试剂为2-溴异丁酰溴。

优选地：所述侧链合成的嵌段聚合物A的单体为丙烯酸叔丁酯(PtBA)，B嵌段聚合物的单体为苯乙烯(St)。

优选地：所述嵌段聚合物A聚丙烯酸叔丁酯(PtBA)可通过强酸水解为聚丙烯酸(PAA)；且所述强酸为三氟乙酸。