【文章內(nèi)容簡介】 Pd 3d5/2的峰比大塊的 Pd 金屬的 Pd 3d5/2的峰 ( eV )的位置要高 eV, 即 Pd 3d5/2的結(jié)合能處于零價的 Pd 金屬和二價的 Pd離子的結(jié)合能 ( eV)之間。說明 Pd 納米粒子主要是 以零價存在于 聚酚藏花紅 ，少量以二價存在。 X 射線衍射 X 射線衍射傳統(tǒng)地應(yīng) 用于測定晶體結(jié)構(gòu)， 目 前也廣泛用于納米雜化材料晶型的 測定與表征。 如 下圖 三 ， 在 X 衍射圖中， ZnS 納米粒子粉末 XRD 的衍射峰都很寬，說明合成 ZnS 納米粒子的尺寸很小，其 2⊙ 值分別為 , ，對應(yīng)著立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)的 (111),(220)和 (311)三個晶面， ZnS 納米粒子的晶型為立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)。圖中也顯示了不同 ZnS 含量的納米雜化材料的 XRD 曲線 .我們也可以看出曲線中有 (111), (220)和 (311)晶面的衍射峰，而且峰強(qiáng)隨 ZnS 含量的增加而增加，說明立方閃鋅礦晶型 ZnS 納米粒子成功的 與聚合物進(jìn)行了雜化 .[27] 10 Figure 3XRD patterns of MEcapped ZnS NPs, polymer matrix and nanoposites with different ZnS NP contents (10 wt%, 20 wt%, and 30 wt%). 3 聚合物納米粒子雜化材料的性能與應(yīng)用 聚合 物納米粒子雜化材料 在基本性能上除了具有普通 雜化材料所具有的共同特點(diǎn)之外還具有以下的特點(diǎn)： (1)可綜合發(fā)揮各種組分的協(xié)同效能 [28]，這是其中任何一種材料都不具備。 (2)性能的可設(shè)計性 ，可針對納米雜化 材料的性能需求進(jìn)行材料的設(shè)計和制造 [29]。 聚合 /納米粒子雜化材料綜合了聚合物 與 納米粒子兩方面的特性，在光學(xué)、電子、離子、機(jī)械、膜、保護(hù)涂層、催化劑、傳感器、生物等方面有著、泛的應(yīng)用 [3031]，目前已成為材料學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。此外，聚合物 /納米粒子雜化材料方面的研究對開發(fā)具有高性能、有特殊功能的雜化材料具有重 要意義 [3233]。 力學(xué)性能 材料的力學(xué)性能包括沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲模量、斷裂伸長等，是結(jié)構(gòu)型材料的主要考察指標(biāo)。在聚合物納米粒子雜化材料中，由于納米尺寸的分散相具有較大的比表面積和較高的表面能，且具有剛性，因此，填加納米 粒子增強(qiáng)材 料 的聚合物納米雜化材料通常都具有比同組分的常規(guī)復(fù)合材料 或者單組分聚合物材料的力學(xué)性能好。黃悅 [34]等研究發(fā)現(xiàn)，用SiC/Si3N2。納米粒子與低密度聚乙烯進(jìn)行熔融共混，只需加入 5%的 納米粒子 增強(qiáng)材料，雜化材料的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度均成倍提高，斷裂伸長率也有 所 增加 . 光學(xué) 性能與應(yīng)用 吸光特性 納米粒子對一定波長的光具有良好的吸收性能，其吸光能力大大超過體相材料和大尺寸顆粒。 由于聚合物納米粒子雜化材料中納米粒子能夠保持本身的一些特性，利用這種特性制備的納米 雜化材料具有 很強(qiáng)的吸光性能， 可在許多方面加以應(yīng)用。 例如，在塑料制品表面涂上一層含有能吸收紫外線的聚合物納米 粒子 雜化膠 ，這層透明涂層可以防止塑料老化。納米氧化鋁、氧化鐵、氧化硅等納米粒子具有很強(qiáng)的吸收中紅外頻段光線的特性，加入纖維做成織物后可以對人體釋放的紅外線起到屏蔽作用，可以增強(qiáng)保溫作用。導(dǎo)電 性和磁性納米粒子對不同波段的電磁波有強(qiáng)烈的吸收作用，因此與聚合物材料雜化后可以做成具有電磁波吸收性能的涂料、覆膜或結(jié)構(gòu)材料，用于軍事隱身防護(hù)材料制備。 Dope 等 [35]采用熔融共混 法制備出 PMMA 摻雜體積為 70%的 PMIvIA/SiO2 聚合物納米雜化材料，厚度為 的該材料，其吸光 率達(dá) 99%。 吸波性能 納米粒子 由于其尺寸遠(yuǎn)小于紅外線、雷達(dá)波的波長， 對 紅外線、雷達(dá)波等 不同波段的電磁 11 波有強(qiáng)烈的吸收作用 ，這種特性在電磁波隱形和聲隱形方面有重要的應(yīng)用，可以制造出各種隱形材料。 光致色變特 性 利用半導(dǎo)體聚合物和納米粒子雜化材料的光誘導(dǎo)電化學(xué)反應(yīng)，可以制備光之變色材料，彩色顯示材料等。如 Colvin 等人 [36]利用 PPV/CdSe 納米復(fù)合物的電致發(fā)光效應(yīng)制備了發(fā)光二極管，發(fā)光的顏色取決于 Cd/Se 粒子的尺寸和所施 加的光壓。 敏感性能 由于納米粒子表面積大，表面活性能高，對周圍環(huán)境極其敏感，可廣泛用作敏感材料。環(huán)境（溫度，氣氛 ，光，濕度）的變化會引起納米粒子電學(xué)，光學(xué)等行為的變化，而且納米粒子在基體中的聚集結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化，引起粒子協(xié)同性能的變化。因此可望利用納米粒子制成敏感度高的小型化 ，低能耗，多功能傳感器。如氣體傳感器，紅外線傳感器，壓電傳感器，溫度傳感器和光傳感器。 Bianconi 等 [37]以 CdS 對氧的化學(xué)吸附敏感的性質(zhì)， 制備出聚合物納米粒子雜化材料， 在 采用電噴涂的方法制成了氧傳感器，并且考察了在不同 Cd:S比率下傳感器對氧的敏感程度，結(jié)果發(fā)現(xiàn) Cd:S 的比率越高，對氧的化學(xué)吸附就越敏感 .王姍等 [38]制備的殼聚糖 /CdS 納米雜化膜的熒光發(fā)射對水體中吡啶的存在十分敏感，這種雜化 薄膜有望發(fā)展成為一種重要的水體系吡啶 測定傳感薄膜材料 . 催化性能 催化劑的催化活性與催化劑的比表面積成正比，而納米粒子的高表面能又可以增強(qiáng)催化能力，因此具有大比表面積和高表面能的納米 雜化材料是非常理想的催化劑形式。納米粒子與聚合物雜化之后，既可以保持納米 催化劑的高催化活性， 又可以通過聚合物的分散作用提高納米催化劑的穩(wěn)定性。這種 催化劑 最顯著的是光催化活性很高 。相對于普通的催化劑只能吸收紫外光起到光催化作用， 聚合物納米粒子雜化催化劑卻能在較微弱的可見光源下具有較高的光催化活性。如氧化鋅納米粒子與聚氯乙烯雜化催化劑 在 200— 800nm 范圍內(nèi)有強(qiáng)吸收[39]，具有較強(qiáng)的催化活性。 這可能是由于聚氯乙烯煅燒得到共軛聚合物上 π π ＊ 電子轉(zhuǎn)移引起的 [40]， 聚氯乙烯分解脫氯化氫變?yōu)?π π ＊ 共軛結(jié)構(gòu) [41]， 共軛結(jié)構(gòu)的聚合物是有效的電子給體，在自然光的作用下被激發(fā)，電子可以從共軛聚合物轉(zhuǎn)移到無機(jī)半導(dǎo)體氧化鋅納米粒子上，電子在氧化鋅納米粒子上被捕獲，就產(chǎn)生電子空穴的有效分離，增強(qiáng)光催化性能。 電學(xué)性能 很多導(dǎo)電性納米粒子與聚合物 進(jìn)行雜化可以制備聚合物雜化導(dǎo)電材料，如可以制成導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠等，在電子工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。納米粒子常用金、銀、銅等金屬納米粒子或者炭黑，某些金屬氧化物納米粒子也有 應(yīng)用。聚合物與納米粒子進(jìn)行雜化可以大大提高材料的 電 性能。導(dǎo)電聚合物 與 納米粒子雜化 的 材料的電導(dǎo)率處于半導(dǎo)體電導(dǎo)率范圍內(nèi)，影響導(dǎo)電性能的因素很多，主要包括聚合物分子鏈的摻雜狀態(tài)，氧化劑的種類，聚合物與納米粒子之間的相互作用，納米粒子的含量等。以聚苯胺納米粒子雜化材料為例，由于樟腦磺酸離子對聚苯胺與間甲酚溶劑間的氫鍵作用，增加了共軛高分子鏈 π 共 軛缺陷的規(guī)則性，從而提高了聚苯胺的電導(dǎo)率 [42]。 磁性能與應(yīng)用 由于納米粒子的小尺寸效應(yīng)和久保效應(yīng)，其磁性能與塊狀材料截然不同， 1025nm 的鐵磁納米粒子的矯頑力 比相同的宏觀材料大 1000 倍，而當(dāng)矯頑力小于 10nm 時，矯頑力變?yōu)?0，表現(xiàn)為超順磁性。納米粒子與聚合物進(jìn)行雜化之后，能夠保持其特有的磁性，因此聚合物雜化材料的磁性主要來源于磁性納米粒子。這種 材料在自旋極化設(shè)備等磁性材料方面具有潛在的應(yīng)用，可 以作為藥物載體材料、磁性記錄媒介材料、高頻吸波材料、屏蔽材料等 [4345]，也可以制成各種磁卡、磁流體，廣泛應(yīng)用于電聲器件 、 阻尼器件、旋轉(zhuǎn)密封等領(lǐng)域。 這些材料中 納米相的矯 頑力隨溫度的降低而增加，這是由于在較低的溫度下自旋熱激發(fā)能較低 [46]。 12 Wan 等 [47]研究表明隨著 納米粒子的含量的提高，雜化材料的飽和磁化強(qiáng)度也會相應(yīng)的增加。 4 結(jié)論與 展望 聚合物納米粒子雜化材料 同時具有聚合物 和 納米粒子 的優(yōu)點(diǎn) ,大大提高了聚合物的各種性能 ,還 賦予 雜化 材料一些新的性質(zhì) ,使其在光 、 電 、 磁 等 領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用前景。 目前各種聚合物納米粒子雜化材料的研究已有不少報道，但是， 在今后的研究中 ,一方面 應(yīng)更深入研究 聚合物納米粒子雜化材料 的結(jié)構(gòu)與性能 的 關(guān)系 ,探究改善各種性能的機(jī)理，以便 提高 雜化材料 的可設(shè)計性 ,使聚合物納米 雜化 材料的性能具有更大的可調(diào)性 ，另一方面， 雜化材料新功能的開發(fā)以及原料種類、含量以及 雜 化條件對成品材料性能的影響都是以后研究的重點(diǎn)。 參考文獻(xiàn) ： [1] Eastmond G C, Nguyen H C and Piret WGraft polymerization from glass surfaces,Polymer,chem