第4卷第5期江南大學學報自然科學版)Vol 4 No2005年10月Journal of Southern Yangtze University( Natural Science EditionOct.2005文章編號】671-7147(2005)5-0531-05聚N-異丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚微凝膠與Eu(Ⅲ)的相互作用肖雨亭,陳明清,陸天虹2, Mitsuru akashi,黃曉華〔Ⅰ.江南大學化學與材料工程學院,江蘇無錫214036;2.南京師范大學化學與環(huán)境科學學院,江蘇南京210097;3.中國科學院長春應用化學研究所,吉林長春130022;4.大阪大學工學部分子化學系,日本吹田市565-0871)摘要:利用分散聚合法合成了聚N異丙基丙烯酰胺丙烯酸共聚微凝膠及其與Eu(Ⅲ)離子的配合物.用激光光散射、Zeta電位、紫外光譜、紅外光譜及熒光光譜進行了表征.結果表明,加入E(Ⅲ)后微凝膠粒子半徑減小了約40mmⅢ)與微凝膠之間同時存在配位作用和靜電作用;微凝膠和巸Ⅲ)之間可發(fā)生一定的能量傳遞配合物的最佳激發(fā)波長為293nm在此激發(fā)波長下E(Ⅲ)有較強的熒光特征發(fā)射且E(Ⅲ)的質量分數(shù)為0.7%時強度最大關鍵詞:聚N異丙基丙烯酰胺;丙烯酸;微凝膠;E(Ⅲ);熒光光譜中圖分類號:O631.24;0614.33文獻標識碼:AResearch on the Interaction of P N)-Isopropylacrylamide- co-AcrylicAcid) Microgel with Europium( I)XIAO Yu-ting, CHEN Ming-qing, LU Tian-hong2, Mitsuru Akashi,HUANG Xiao-hua(1. School of chemical and Material Engineering, Southern Yangtze University, Wuxi, 214036, China 2. College oflemistry and Environmental Science, Nanjing Normal University Nanjiang, 210097, China 3. Changchun Institute ofApplied Chemistry Chinese Academy of Sciences Changchun, 130022, China 4. Department of Applied ChemistryFaculty of Engineering, Kagoshima University Kagoshima 890-0065, JapanAbstract The N-isopropylacrylamide and acrylic acid copolymeric microgel was prepared by dispersionolymerization. The complex of microgel containing Europium( ll) was prepared and characterized byDynamic Laser Scattering( DLs ), Zeta potential UV spectroscopy, FT-IR and Fluorescencespectroscopy. The DLS results indicated that the particle radium decreased from 130 nm to 88 nm and theZeta potential increased from 0.9 mV to 5.0 m after the Europium addes into microgel. The UV and IRspectra showed that the Europium coordinated with the carbonyl group and amino group of microgel. TheFluorescence spectra indicated that the complex had good fluorescence properties and obtained thestrongest fluorescence emission at 0. 7 ration收稿日期2004-11-11;修訂日期2004-12-15中國煤化工基金項目::國家自然科學基金項目(20471030)國家計委稀CNMHG入教育部重點項目02059)江蘇省科技廳高技術研究基金項目(BG2作者簡介:肖雨亭1973-)男江蘇無錫人化學工藝專業(yè)碩士研究生*通訊聯(lián)系人黃曉華1958-)女江蘇南京人教授博士生導師.主要從事稀土與材料化學的研究.E-mail: xiaohuang(@532江南大學學報(自然科學版)第4卷Key words: poly N-ispropylacrylamide acrylic acid microgel europium fluorescence spectrum聚N異丙基丙烯酰胺( PNIPAM)微凝膠是分光光度計( UV-Vis),美國 Perkin- Elmer公司制類具有獨特的溫度響應性即具有低臨界溶解溫度造 NExus670型傅立葉紅外分光光度計(FTIR)美( Lower Critical Solubility Temperature,LCST)的高國 Nicolet公司制造; Perkin- Elmers50B型熒光儀分子化合物.因此近年來受到了人們的關注.自美國 Perkin-lner公司制造從1986年 Pelton2首次報道合成了 PNIPAM微凝1.2微凝膠的合成膠以來不斷有報道用各種方法合成了 PNIPAM微共聚微凝膠用分散聚合法制備:將計算量的凝膠,或用其他單體和N異丙基丙烯酰胺NPAM,AAc, BA PVP混合,溶于200mL無水乙NIPAM)合成了共聚微凝膠醇倒入250mL三頸燒瓶中待全部溶解后通氮長期以來人們對 PNIPAM類微凝膠的應用研氣30min然后加入ABN在200r/min的攪拌下究主要集中于藥物控釋3、生化分離4]、化學傳感于70℃水浴中恒溫反應8h制得的分散液用纖維器等方面而文中在合成了聚N異丙基丙烯酰胺-素透析膜在無水乙醇中透析4d丙烯酸共聚微凝膠 R NIPAM-co-AAc)的基礎上利用稀士離子Eu(Ⅲ)優(yōu)異的光、電、磁特性3]通過cH2=CH-Ch,-CH -CH,"CIH加入E(Ⅲ)離子與共聚微凝膠相互作用,以期開C=0H,=CHC=0發(fā) PNIPAM類微凝膠的一種新材料——熒光材料.這種材料既保留了 PNIPAM微凝膠的大部分性能,又繼承了稀土元素的一些特性。將其加入涂料中′1.3P( NIPAM-co-AAc)微凝膠Eu(Ⅲ)體系的合不僅能夠制得發(fā)光涂料還可以改善涂料的流變性成能和涂膜性能迕生物化學和醫(yī)學領域可用做酶的載體6]與電泳技術結合可作熒光探針用于臨準確移取1.00mL微凝膠分散液按Eu(Ⅲ)的質量分數(shù)在0.5%~0.9%范圍內(nèi),準確移取床診斷和治療同時與目前已有的報道相比作者EnCl1乙醇溶液再分別加入到分散液中乙醇定容意在將稀土離子引入高度分散的膠體體系.因此進行E(Ⅲ)與微凝膠相互作用的研究無論在理至5.00mL常溫常壓下攪拌反應24h論上還是在實際應用上都具有潛在意義2結果與討論1材料與方法2.1激光光散射分析圖1是激光光散射表征的微凝膠的粒徑分布,11試劑與儀器微凝膠的平均半徑為130mm(PD.I3.144)圖21.1.1.試劑NPAM,日本和光公司生產(chǎn)正已表明加入Eu(Ⅲ)后,其平均半徑減小為88mm烷重結晶提純后使用兩烯酸AAc)分析純中國(PD.10.0956)即微凝膠的平均半徑減小了約40醫(yī)藥集團)上海化學試劑公司生產(chǎn)減壓蒸餾后使mm而且從圖2可以看出隨著稀土離子的加入用NN亞甲基雙丙烯酰胺(BA)日本和光純藥膠體體系原有的單分散性發(fā)生了改變其次粒徑工業(yè)株式會社生產(chǎn)聚乙烯吡咯烷眠PVPK30),減小的程序不大這可能是由于A是一種pH響分析純中國醫(yī)藪集團)上?；瘜W試劑公司進囗分應性的物質,它的加入抑制了整個凝膠結構的坍裝馮氮二異丁腈AIBN)化學純,上海試四赫維塌化工有限公司生產(chǎn),乙醇重結晶提純后使用;2.2zeta電位分析TbCl3分析純,上海躍龍化工有限公司生產(chǎn)/無水圖3給出7 PC NIPAM-cO-AAc)微凝膠的Zeta乙醇分析純上海振興化工一廠生產(chǎn)蒸餾提純后電中國煤化工正電荷電位0.9mV;使用氮氣工業(yè)用高純氮中國華晶電子集團公司圖CNMHG)E(Ⅲ)體系的Zeta動力工廠生產(chǎn)電位圖電位5.0mV增大了約5倍表明當加入1.1.2儀器ALV5000E型激光光散射儀Eu(Ⅲ膠體表面呈現(xiàn)出正電荷.從圖4中可以IIS),德國ALV公司制造; letaszer-2000型zea看出加入Eu(Ⅲ)后峰形發(fā)生變化也說明膠體電位儀英國 Malvern公司制造; abdal7型紫外體系原有的電荷分布發(fā)生了改變表明膠體表面有第5期肖雨亭等聚N-異丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚微凝膠與Eu(Ⅲ)的相互作用533一定量的Eu(Ⅲ)由此可見,Eu(Ⅲ)與微凝膠的相互作用既有與其表面官能團的配位作用同時也有相互之間的靜電作用0.8是0.60-200-10010010000000粒徑nm圖4微凝膠uⅢ)體系的zeta電位Zeta potential P( NIPAM-co-AAc )-Eu( Ill圖1微凝膠的粒徑分布systemFig 1 Radius distribution of P( NIPAM-co-AAc2.3紫外光譜分析圖5是EuCl3(a)的乙醇溶液、P(NPAM-cAAc)微凝膠(b)和 P( NIPAM