高分子模板的合成及其调控下纳米Cu2O的制备研究

研究表明高分子模板法是制备纳米材料的有效方法。本项目以在工农业中具有重要用途的氧化亚铜（Cu2O）的制备为着眼点,在申请者"高分子模板合成"、"高分子模板法制备纳米Cu2O"工作基础上，拟以天然高分子模板甲壳素的衍生物-壳聚糖为先导物，设计并合成出具有壳聚糖特征官能团或结构的高分子，并将其应用于纳米Cu2O的制备，进一步研究所合成高分子模板的结构及性质对Cu2O粒径、形貌等的影响规律及其作用机制，为高分子模板的设计与合成及纳米材料的可控合成提供新思路和理论依据。与制备纳米Cu2O所用的传统模板相比，本项目设计合成的高分子模板与天然高分子在结构上具有一定的相关性，也可为揭示天然高分子模板的作用机制提供技术与理论支持。

研究表明高分子模板法是制备纳米材料的有效方法。本课题合成了具有天然多糖特征官能团的无规共聚高分子和疏水缔和高分子，并将其用于纳米Cu2O的制备。研究发现反应环境的酸碱性及反应速度影响了高分子主链上官能团与金属离子及Cu2O不同晶面作用的作用力，进而影响了高分子在晶核形成、晶体生长、老化阶段的作用;高分子官能团所在侧链的长度、基团吸附能力及主链柔顺性在不同环境中改变的也影响了高分子与不同晶面的吸附。疏水缔合高分子中疏水微区的分子内或分子间缔合对其模板作用的发挥有重要影响。在以上研究过程中，制备得到了达到纳米尺度的针形、片状、带状、“海胆状”、“海参状”、“花形”、球形、六面体等特殊形貌的Cu2O。本课题对高分子模板在制备纳米Cu2O作用规律及机理的研究，为纳米材料的可控合成提供重要实验依据和理论支持。