[发明专利]通过紫外光聚合制备聚合物胶束和Janus纳米粒子的方法

摘要

本发明公开了一种通过紫外光聚合制备聚合物胶束和Janus纳米粒子的方法，一方面通过UV光聚合可以制备出具有核壳结构的聚合物胶束，另一方面将聚合物修饰的AuNPs@P4VP作为种子加入该体系中，当反应开始后，P4VP会引发单体苯乙烯（St）聚合并在AuNPs@P4VP的表面不对称生长形成P4VP‑b‑PS胶束，最终得到不对称的Janus纳米粒子。研究结果表明，通过调控AuNPs@P4VP的量可以得到100 %的杂化比为11的Janus Au@P4VP‑b‑PS纳米粒子。此外，通过控制反应时间和苯乙烯的含量来调节Janus纳米粒子的胶束部分的大小，从而制备出不同大小的Janus纳米粒子。

主权项

通过紫外光聚合制备聚合物胶束和Janus纳米粒子的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将4‑乙烯基吡啶（4VP）、小分子链转移剂三硫代碳酸酯（DDMAT）、引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）和异丙醇溶解在装有磁子的20 mL聚合管中，鼓氮气30 min后密封放入预先加热到80℃的油浴中进行聚合反应，然后用液氮快速冷却终止反应，将反应液倒入过量正己烷中反复沉淀三次后，将抽滤所得沉淀放在40℃真空干燥箱中干燥过夜，制得大分子链转移剂聚4‑乙烯基吡啶（P4VP）；(2)将P4VP加入到溶有苯乙烯（St）和AIBN的聚合玻璃瓶中，经过三次“冷冻‑抽真空‑解冻循环”除氧后，在该体系中充入氮气并密封，最后将其放到紫外（UV）固化灯中辐照进行光聚合反应，得到聚合物胶束纳米粒子；(3)在圆底烧瓶中加入HAuCl4 的水溶液，加热煮沸，然后再加入溶有柠檬酸钠的水溶液，在 300 rpm的转速下搅拌加热回流反应30 min，得到酒红色溶液，然后将其自然冷却至室温得到金纳米球（AuNPs），转移至样品瓶中储存；(4)将金纳米球（AuNPs）原液离心除去包括但不限于柠檬酸钠的杂质，收集底部沉淀，用超纯水进行分散得到浓缩的AuNPs分散液；将溶有P4VP的甲醇溶液加入到上述浓缩的AuNPs分散液中超声置换1 h后，再将其放在室温下置换反应24 h；置换结束后，将溶液进行三次离心除去过量的P4VP；最后将其定容得到浓度大为10 mg/ L的 AuNPs@P4VP的甲醇溶液，放入冰箱中保存备用；(5)将AuNPs@P4VP的甲醇溶液作为种子溶液，P4VP作为链转移剂，苯乙烯作为单体，AIBN作为光引发剂，加入到含有微量水的甲醇中，然后通氮气除氧15 min后，密封放入UV光下进行光聚合反应，得到Janus纳米粒子。