《電化學調製表面引發原子轉移自由基聚合的現場SPR研究》是依託西南大學，由胡衛華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電化學調製表面引發原子轉移自由基聚合的現場SPR研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡衛華
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
原子轉移自由基聚合（ATRP）通過過渡金屬絡合物激活劑/鈍化劑這一氧化還原電對調控引發劑在活性自由基與休眠態之間的快速轉化和可逆平衡，實現活性/可控自由基聚合。採用電化學方法控制該氧化還原電對的相互轉化是調控ATRP的可行方法（science 2011, 332, 81），但由於缺乏實時線上的研究手段，對這一過程的研究還不深入。本項目在前期工作的基礎上，擬採用電化學－SPR聯用技術，對電化學調製表面引發ATRP進行現場研究。具體來說：在金電極表面固定引發劑，採用電化學手段對電極表面的激活劑/鈍化劑進行快速氧化還原調製，從而控制表面引發ATRP的進行；採用實時線上SPR技術現場監控表面引發ATRP對電化學調製的回響，深入研究電化學調製表面引發ATRP的基本規律。本項目有望建立一個全新的ATRP實時研究平台，開發一種製備聚合物刷的電化學方法，亦將加深對電化學調製ATRP過程的科學認識。
結題摘要
採用電化學方法控制原子轉移自由基聚合（ATRP）的激活劑/鈍化劑氧化還原電對的相互轉化是調控ATRP 的可行方法，但由於缺乏實時線上的研究手段。本項目採用電化學-表面電漿共振（SPR）聯用技術，對電化學調製表面引發ATRP（即SI-ATRP）進行現場研究。主要考慮有兩方面： （1）SI-ATRP聚合速率只與固體表面的激活劑/鈍化劑濃度比相關，不受本體溶液的影響；而採用電化學技術控制電極表面的氧化還原電對的濃度比是非常快速準確的。（2）SPR技術是一項免標記的光學技術，能實時檢測金屬/溶液界面上的局域介電常數的改變，其靈敏度和檢測頻率都滿足SI-ATRP研究的需要，更重要的是SPR技術天然的能和電化學技術聯用。 本項目研究內容是：在金電極表面固定ATRP引發劑，採用電化學手段對電極表面的激活劑/鈍化劑進行快速氧化還原調製，從而控制SI-ATRP 的進行；採用實時線上SPR 技術現場監控SI-ATRP 對電化學調製的回響，深入研究電化學調製SI-ATRP 的基本規律。 經過4年的研究，本項目取得了如下主要結果： 1.建立了一套適合電化學SPR平台研究的SI-ATRP體系，其中包括：SPR流通池/電化學池的設計、引發劑在金膜的固定方案、催化劑、溶劑、配體種類及濃度。這一套方案一方面滿足ATRP進行的條件，同時能方便電化學調製，更重要的是溶液折射率在SPR平台可測試區間。 2.發現溶解氧在ATRP中的干擾作用並初步揭示了其可能機理：溶解氧氧化溶液中的低價態金屬配合物激活劑，產生中間產物過氧化氫，而過氧化氫又和過渡金屬發生類芬頓反應，產生自由基，引發無序的自由基聚合，嚴重時會干擾ATRP的進行。 3.研究了三種單體的電化學調製SI-ATRP行為。研究結果表明：通過電化學SPR平台進行SI-ATRP的研究是可行的，通過電化學引發SI-ATRP是可行的，不同單體在電化學－SPR體系中的聚合規律並不相同。在此基礎上進一步研究了SI-ATRP的反應特點和規律，探討了其可能的機理.
