氮化碳材料作为固体乳化剂在乳液聚合中的应用研究

基本信息
批准号:51873019
项目类别:面上项目
资助金额:59.00
负责人:崔倩玲
学科分类:
依托单位:北京科技大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨语,许文强,程瑶,王军,彭锐
关键词:
乳液聚合荧光细胞成像生物检测氮化碳
结项摘要

Carbon nitride, as a visible-light responsive, metal-free semiconductor material, has attracted intensive attentions and researches in the field of photoelectrocatalysis. Carbon nitride shows a distinct amphiphilicity, due to its hydrophobic conjugated hep-tazine plane and hydrophilic side groups in its structure, which can be used to stabilize Pickering emulsion and prepare various functional materials. In this project, we will systematically investigate the relationship between the chemical structure of carbon ni-tride and its emulsifying abilities, and adjust its hydrophobicity-hydrophilicity balance to be better suitable for Pickering emulsion polymerization. After the polymerization dynamics and mechanism are deep understood, we will explore more novel polymeriza-tion methods based on carbon nitride stabilized Pickering emulsion. Furthermore, by utilizing amphiphilicity and distinct photoluminescence of carbon nitride, multi-functional carbon nitride/polymer hybrid emissive materials will be prepared and uti-lized in biological sensing, cellular imaging and recognition of cancer cells. We hope through the implement of this project, it will help us better understand the Pickering emulsion polymerization and shed light on novel strategy for preparation of functional hybrid materials and reducing the environmental contamination brought by traditional surfactants.

氮化碳作为一种可见光响应的新型非金属半导体材料,在光电催化领域获得迅速的关注和研究。氮化碳的结构中含有疏水共轭平面和亲水侧基,具有两亲性能,可作为固体乳化剂稳定水油两相制备Pickering乳液,从而为构建各种功能材料提供新的手段。本项目中我们将系统研究氮化碳的结构与乳化性能之间的构效关系,调控氮化碳的两亲性能使之适合Pickering乳液聚合,深入理解聚合过程的动力学和聚合机制,探索新型聚合方法,为制备功能复合材料提供更多途径。在此基础上,利用氮化碳固有的荧光性能,构建出功能性的氮化碳和聚合物的复合发光材料,实现对生物分子的高效检测、细胞成像、以及癌细胞的靶向识别。希望通过本课题的实施,能更深地理解Pickering乳液聚合,为制备更多功能复合材料以及减少传统乳化剂所带来的环境污染提供新的思路。

项目摘要

氮化碳是一种可见光响应的半导体光催化材料,同时由于含有疏水共轭平面和亲水侧基具有两亲性能,可作为固体乳化剂稳定水油两相制备Pickering乳液,从而为构建各种功能材料提供新的手段。本项目中,我们设计制备了多种结构的新型氮化碳及其复合材料,深入探究其结构与发光性能、乳化性能、光催化性能之间的构效关系,筛选性能优异的氮化碳材料,将其作为乳化剂、光引发剂、交联剂应用于聚合体系,深入理解聚合过程的动力学和聚合机制,探索新型聚合方法的同时,获得多种光功能复合纳米材料。采用Pickering乳液聚合制备出的唾液酸分子印迹的氮化碳荧光纳米粒子,可选择性识别和结合癌细胞,实现癌症的早期诊断;氮化碳作为两步聚合中的光催化引发剂,制备出具有优异光热转换和导电性能的复合水凝胶;具有高发光效率和溶解性的氮化碳与皂素的复合荧光纳米粒子,显著增强了细胞内的积累,显示出优异的细胞成像效果;采用化学发光作为内光源驱动氮化碳进行光催化降解,适用于管道和海洋深处等缺乏传统物理光源下的污染物降解;氮化碳原位修饰的碳纳米管可显著增所强制备的导热硅脂的导热效率和绝缘能力,可作为导热绝缘界面材料。本项目还合成了一系列共轭聚合物及其纳米复合材料,研究和调控其发光性能、活性氧的产生、以及光热转换能力,并成功应用在生物检测、成像、光动力和光热抗肿瘤和杀菌领域。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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