聚电解质多层膜中的抗衡离子与多层膜功能化研究

聚电解质多层膜中存在着过量电荷及其抗衡离子，这一构成部分在关于多层膜的研究中往往被忽视。本项目研究聚电解质多层膜中的过量电荷与抗衡离子，及其与多层膜组装条件的内在联系，以揭示抗衡离子对膜结构和性质的影响；在此基础上系统研究多层膜中抗衡离子与盐溶液的离子交换反应及其动力学，并将金属离子引入多层膜、原位还原以制备含纳米粒子的复合膜，系统研究多层膜组成和结构对纳米粒子含量、在复合膜中的分布及尺寸的影响，建立离子交换制备功能化组装膜的通用方法，制备结构及组成明确可控的复合膜，为以静电交替组装技术制备功能材料提供新的途径。

聚电解质多层膜中存在过量电荷及其抗衡离子，对多层膜的性质和功能化具有重要意义。本项目研究多层膜中的抗衡离子与多层膜组装条件的内在联系及其对多层膜性质的影响，以建立利用抗衡离子实现多层膜功能化的通用方法。研究发现，抗衡离子的种类、含量及分布都取决于最外层的聚电解质和溶液中的盐浓度，因此可以通过这些因素调控；由此我们建立了利用抗衡离子交换实现多层膜功能化的通用方法，以典型的PDDA/PSS体系为代表，制备了具有各种可调润湿性的表面，并进一步结合原位还原方法，能够在多层膜中原位合成了单金属、核壳结构、合金、空心等不同纳米粒子，调控其组成和结构，获得了具有优良催化性能的功能薄膜。由于多层膜组装和离子交换的简便易行和对基底的普适性，我们将二者结合的技术为功能薄膜和表面的制备提供了一种切实可行的新方法，具有广阔的应用前景。