|
|
| Κωδικός Πόρου |
uch.chemistry.msc//2006palioura |
| Τίτλος |
Πολυμερικά Υλικά που Αποκρίνονται στο pH: Επίδραση του Βαθμού Ιοντισμού και Σύνθεση Νανοκρυστάλλων Πλατίνας |
| Άλλος τίτλος |
pH-Sensitive Polymeric Materials: Solution Behavior as a function of the Degree of Ionization and Synthesis of Platinum Nanocrystals |
| Συγγραφέας |
Παλιούρα, Δάφνη
|
| Περίληψη |
Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η διερεύνηση των ιδιοτήτων αποκρίσιμων στο pH πολυμερικών υλικών μέσα σε υδατικά διαλύματα. Μελετήθηκε, επίσης, ο σχηματισμός κολλοειδών μεταλλικών νανοσωματιδίων μέσα σε τέτοιες πολυμερικές μήτρες και πιο συγκεκριμένα εξετάστηκε η συμπεριφορά του πολυμερούς κατά τη μεταλλίωση καθώς και τα χαρακτηριστικά των μεταλλικών νανοσωματιδίων. Τα διυδρόφιλα δισυσταδικά συμπολυμερή του μεθακρυλικού εστέρα της εξα(αιθυλενογλυκόλης) με τον 2-(διαιθυλαμινο)αιθυλο μεθακρυλικό εστέρα (DEAEMA) μεταβάλλουν την κατάστασή τους σε υδατικά μέσα ως συνάρτηση της μεταβολής του pH του διαλύματος. Έτσι, σε χαμηλό pH το συμπολυμερές βρίσκεται στο διάλυμα με τη μορφή μεμονωμένων αλυσίδων λόγω της υδροφιλικότητας των πρωτονιομένων μονάδων DEAEMA, ενώ αύξηση του pH του διαλύματος σε τιμές μεγαλύτερες του 7 οδηγεί στην αποπρωτονίωση της συστάδας του PDEAEMA, η οποία γίνεται υδρόφοβη, με συνέπεια τον σχηματισμό μικυλλίων. Οι τεχνικές της δυναμικής σκέδασης του φωτός και της φασματοσκοπία 1H NMR χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη της μικυλλίωσης ως συνάρτηση του βαθμού πρωτονίωσης (α) της συστάδας του ΡDEAEMA σε υδατικά διαλύματα των συμπολυμερών. Βρέθηκε ότι για 0.2 < α < 1 το πολυμερές βρίσκεται στο διάλυμα με τη μορφή ελεύθερων αλυσίδων, ενώ μικύλλια σχηματίζονται μόνο για α < 0.2. Η σταδιακή αποπρωτονίωση των μονάδων DEAEMA παρατηρήθηκε επίσης στα φάσματα 1H NMR των συμπολυμερών ως μια σταδιακή μετατόπιση των κορυφών του DEAEMA σε υψηλότερα πεδία λόγω της καλύτερης προστασίας των πυρήνων από το ελεύθερο ζεύγος ηλεκτρονίων του αποπρωτονιωμένου αζώτου. Τέλος, ο σχηματισμός των μικυλλίων οδηγεί στην εξαφάνιση των κορυφών αυτών αφού η συστάδα DEAEMA σχηματίζει τον πυρήνα των μικυλλίων. Στον πυρήνα των παραπάνω μικυλλίων είναι δυνατόν να διαλυθούν μεταλλικές ουσίες μέσω σχηματισμού συμπλόκων. Ο πυρήνας των μικυλλίων μπορεί να θεωρηθεί ως ένας νανοαντιδραστήρας όπου μπορούν να αναπτυχθούν μεταλλικά νανοσωματίδια ύστερα από αναγωγή του μετάλλου. Η συμπεριφορά του πολυμερούς μετά την εισαγωγή και την αναγωγή του μετάλλου μελετήθηκε με δυναμική σκέδαση του φωτός και φασματοσκοπία 1H NMR. Μετά την προσθήκη H2PtCl6 ή K2PtCl6 παρατηρήθηκε μικυλλίωση των PHEGMA-b-PDEAEMA δισυσταδικών συμπολυμερών σε τιμές του pH μικρότερες του 7 λόγω των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των δισθενών PtCl62- ανιόντων και των θετικά φορτισμένων αμινοομάδων. Σε υψηλό pH δεν παρατηρήθηκε κάποια μικυλλίωση λόγω της παρουσίας του μετάλλου. Η διαδικασία της μεταλλίωσης μελετήθηκε επίσης με φασματοσκοπία UV/Vis ενώ η ηλεκτρονική μικροσκοπία διέλευσης χρησιμοποιήθηκε για να μελετήσουμε τα μεταλλιωμένα μικύλλια και τα χαρακτηριστικά των νανοσωματιδίων που σχηματίστικαν μετά την αναγωγή του μετάλλου. Τέλος, η κρυσταλλική δομή των νανοσωματιδίων πλατίνας επιβεβαιώθηκε με περίθλαση ακτίνων-Χ, απ όπου έγινε και μία εκτίμηση του μεγέθους τους γύρω στα 3.5 nm. Μια άλλη κατηγορία έξυπνων υλικών τα οποία έχουν προσελκύσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια είναι τα αποκρίσιμα μικροπηκτώματα. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν μικροπηκτώματα τα οποία παρασκευάστηκαν με σύνθεση γαλακτώματος συμπολυμερισμού του αποκρίσιμου στο pH (διαιθυλαμινο)αιθυλικού μεθακρυλικού εστέρα χρησιμοποιώντας ως διασταυρωτή PPO. Τα μικροπηκτώματα αυτά σε χαμηλό pH διογκώνονται λόγω της υδροφιλικότητας των πρωτονιωμένων αμινοομάδων, ενώ αυξάνοντας το pH του διαλύματος σχηματίζονται υδρόφοβα σωματίδια τα οποία περιέχουν τις υδρόφοβες μονάδες DEAEMA. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η συμπεριφορά των μικροπηκτωμάτων αυτών μέσα σε υδατικά διαλύματα ως συνάρτηση του pH του διαλύματος με δυναμική σκέδαση φωτός. Για τιμές του pH μεγαλύτερες του 7 η ακτίνα των υδρόφοβων σωματιδίων βρέθηκε ότι είναι 111 nm, ενώ μειώνοντας το pH του διαλύματος κάτω από 7 η υδροδυναμική ακτίνα αυξάνεται στα 180 nm περίπου. Νανοσωματίδια πλατίνας σχηματίστηκαν μέσα σε αυτά τα μικροπηκτώματα ύστερα από προσθήκη H2PtCl6 και αναγωγή του μετάλλου με ΝαΒΗ4. Όμοια με την μεταλλίωση των δισυσταδικών συμπολυμερών, η συμπεριφορά των μικροπηκτωμάτων μετά την προσθήκη του μετάλλου καθώς και μετά την αναγωγή του μελετήθηκε με δυναμική σκέδαση φωτός, ενώ χρησιμοποιήθηκε επίσης η φασματοσκοπία UV/Vis για να μελετηθούν οι αλληλεπιδράσεις πολυμερούς-μετάλλου. Τα μεταλλιωμένα μικροπηκτώματα καθώς και τα χαρακτηριστικά των μεταλλικών νανοσωματιδίων μελετήθηκαν με TEM, ενώ η κρυσταλλική δομή των νανοσωματιδίων επιβεβαιώθηκε με περίθλαση ακτίνων-Χ, απ όπου υπολογίστηκε και το μέγεθός τους γύρω στα 4.5 nm.
|
| Θέμα |
αμινοομάδες, μικύλλια, pH, βαθμός πρωτονίωσης, H2PtCl6, K2PtCl6, ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις, NaBH4, αναγωγή, νανοσωματίδια πλατίνας, αποκρίσιμα μικροπηκτώματα, amine groups, micelles, pH, degree of protonation, H2PtCl6, K2PtCl6, metal-induced micellization, NaBH4, reduction, platinum nanoparticles, responsive microgel particles, latex particles |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2006-04-01 |
| Ημερομηνία διάθεσης |
2007-01-11 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
| Εμφανίσεις |
303 |
Πολυμερικά Υλικά που Αποκρίνονται στο pH: Επίδραση του Βαθμού Ιοντισμού και Σύνθεση Νανοκρυστάλλων Πλατίνας
