研究目的
通过在聚合物壳层上沉积无机层作为清除剂并阻止氧气进入,从而提高环境条件下聚合物纳米胶囊中手性活性分子的封装效率,减少光氧化并增强三重态-三重态湮灭上转换性能。
研究成果
在聚合物纳米胶囊表面沉积无机材料(Laponite RD、羟基磷灰石、CeO2)能通过清除氧气和减少光氧化作用,在环境条件下显著提升上转换效率。实验观察到最高达86%的效率提升,证明这种?;げ呗阅苡行Ц纳品庾肮庋Щ钚苑肿拥男阅?。
研究不足
皮克林乳液法制备的纳米胶囊尺寸较大,影响了染料包封效果和荧光评估,因此未进一步研究。本研究的适用范围限于特定无机材料和纳米胶囊类型,针对其他材料或条件可能需要优化。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用自由基微乳液聚合法合成含上转换染料的功能化聚苯乙烯纳米胶囊。通过逐层沉积法或原位结晶法负载无机材料(Laponite RD、羟基磷灰石、二氧化铈)以隔绝氧气保护纳米胶囊。
2:样本选择与数据来源:
样本包括氨基功能化(PS1、PS3)和羧酸根功能化(PS2、PS5、PS6)的聚苯乙烯纳米胶囊,搭配特定表面活性剂与共聚单体。所用染料为溶解于十六烷中的PdOEP(敏化剂)和苝(发射体)。
3:PS3)和羧酸根功能化(PSPSPS6)的聚苯乙烯纳米胶囊,搭配特定表面活性剂与共聚单体。所用染料为溶解于十六烷中的PdOEP(敏化剂)和苝(发射体)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含Branson数字超声波破碎仪450-D(超声)、Nicomp 380 PSS粒径分析仪(DLS)、Jeol 1400与LEO Gemini 1530显微镜(TEM/SEM)、Mettler Toledo TGA-851(热重分析)、Philips PW 1820衍射仪(XRD)及自制DPSS激光荧光系统。材料包括苯乙烯、丙烯酸、AEMH、CTAB、SDS、V59引发剂、Laponite RD、硝酸钙、硝酸铈、氨水等。
4:实验流程与操作步骤:
通过微乳液聚合制备纳米胶囊。无机材料负载方面,Laponite RD通过调节pH值逐层沉积;羟基磷灰石与氧化铈则通过添加沉淀剂原位结晶。表征手段包括DLS、TEM、SEM、EDX、TGA、XRD及荧光测试。
5:数据分析方法:
粒径由DLS测定,无机含量通过TGA分析,晶体相结构采用XRD鉴定,荧光特性通过发射光谱评估上转换效率提升效果。
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Transmission electron microscope
1400
Jeol
Used for TEM observation of nanocapsules.
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DPSS laser
DJ532-40
Thorlabs Inc.
Used as excitation source in fluorescence measurements.
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Branson Digital Sonifier
450-D
Branson
Used for ultrasonication during emulsion preparation and clay dispersion.
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Nicomp 380 PSS particle sizer
380
Nicomp
Used for dynamic light scattering (DLS) to determine particle sizes.
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Scanning electron microscope
Gemini 1530
LEO
Used for SEM observation of nanocapsules.
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TGA analyzer
TGA-851
Mettler Toledo
Used for thermogravimetric analysis to determine inorganic content.
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X-ray diffractometer
PW 1820
Philips
Used for XRD to determine crystalline phases.
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Notch filter
NF01-532U-25
Semrock Inc
Used to reject excitation laser in fluorescence setup.
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Laponite RD
Rockwood Additives Ltd
Used as inorganic material for deposition on nanocapsules.
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