高分子稀土復合物及層層組裝薄膜的制備.pdf

1、本課題首先研究了不同濃度、不同pH條件下聚丙烯酸(PAA)與稀土離子(Ln)的絡合行為。在此基礎上，將稀土離子引入PAA與聚乙烯基吡咯烷酮(PVPON)的氫鍵復合體系，利用層層組裝技術制備了含有稀土離子的氫鍵復合薄膜。
　　研究發(fā)現(xiàn)PAA和Ln的絡合行為是一個復雜的過程。pH值、摩爾比以及濃度等都對PAA-Ln復合物的形成產(chǎn)生顯著影響。與COOH相比，COO-與稀土離子的絡合能力更強。當pH值高于2.0時，PAA發(fā)生電離。隨著pH

2、值的增加，PAA的電離程度增加，COO的比例增加。當pH值高于7.5時，稀土離子會形成Ln(OH)3，因此我們研究PAA和Ln相互作用的pH值范圍為2.0-7.5。在合適的pH值范圍內(nèi)，當稀土離子濃度較高時，PAA-Ln可以形成沉淀，通過過濾可以將沉淀分離;當稀土離子的濃度低于1.0×10-3mol/L或者[AA]/[Ce]大于5時，PAA-Ln可以均勻分布于溶液中而不沉淀出來，此時可以利用透析的方法將PAA-Ln除去。
　　當p

3、H值增加時，PAA與稀土鈰離子(Ce3+)的絡合能力增強，可以形成復合物。但pH值過高，PAA與PVPON之間很難形成氫鍵復合物，因此只有在特定pH值區(qū)間才可形成三元的復合物。pH值在2.5-4.0區(qū)間時，可以成功制備PAA-Ce-PVPON三元復合物，并且復合物中同時存在氫鍵作用和配位作用。隨著pH值增加，氫鍵作用逐漸減弱，配位作用逐漸增強。隨著pH值的增加，三元復合物中Ce元素的含量逐漸增加，這是因為PAA電離程度逐漸增加，COO-

4、比例增加，由于COO-與Ce離子的絡合能力遠大于COOH與Ce離子的絡合能力，因此復合物中的Ce離子含量增加。
　　在pH值小于3.5的條件下，(PVPON-Ce-PAA)n薄膜可以成膜，pH值大于等于3.5時無法成膜。這是因為隨著pH值的增加，PAA的電離程度增加，Ce離子與COO-的配位作用會阻礙PAA與PVPON的氫鍵的形成，因此pH值高于3.5時無法成膜。
　　pH值在2.5-3.5范圍內(nèi)，Ce離子濃度為0.01mo