周少敏教授课题组基于前期研究成果,提出利用氧化铁空心球作为化学模板制备双侧聚合物空心球的概念,并利用吡咯单体在氧化铁空心球两侧同时发生原位聚合反应形成双层聚吡咯空心球,并研究该制备方法的关键合成参数。该研究结果发表在Chemical Communications, 2015, 51(24), 5009-5012. (SCI二区,IF=6.834)。
空心球因具有密度低,空腔结构,高比表面积等特殊性质在各个领域具有广泛的应用,其中多壳层空心微球作为其中复杂壳层结构的一类,收到研究者的广泛关注。其中,有机多壳层空心微球可以药物载体、酶的保护层、基因治疗、异相催化等领域有广泛应用。聚吡咯(PPy) 作为其中重要的一种,目前的合成方法主要围绕磺化空心的聚苯乙烯模板来吸附吡咯单体,然后加入引发剂引发聚合,并通过去除模板形成多壳层结构。然而由于磺 化的聚苯乙烯微球要使用浓硫酸,合成过程危险、污染环境,且产量低。本课题组从聚合的另外一个角度出发,采用四氧化三铁空心微球作为引发剂模板,在超声作 用下,将内部腔体填充吡咯单体,在酸性条件下,释放三价铁离子,使吡咯单体在空心微球内外两个界面同时发生聚合反应,最终四氧化三铁空心球溶解,形成双层 聚吡咯空心球。通过系统研究该方法形成双层空心球的过程及模板结构,发现致密的四氧化三铁壳层结构和超声填充是生成双层空心球的关键。此外,该双层空心微 球作为吸附剂对铬离子表现出很好的额吸附能力。