题目：多孔微凝胶的可控性制备

多孔材料是当今功能材料研究非常活跃领域之一。为获得具有微孔、介孔、大孔等不同孔径尺寸材料，人们已经建立了适应上述需求的许多方法，但以水凝胶微球为模板制备球形多孔材料的方法很少报道。基于微凝胶所特有的三维网络孔结构特点，本研究提出了以增强微凝胶骨架结构刚性消除水凝胶微球溶胀和收缩性的指导思想，建立满足上述要求制备多孔微球材料两种方法，并通过调节相关实验条件，实现了对孔结构的有效控制。论文主要包括以下几方面的工作：
(1) 提出了在微凝胶高分子骨架结构单元中引入具有结构刚性的单体，增强高分子微凝胶骨架刚性，以获得多孔性高分子微球材料的新方法。以下列实验为例证实了这一方法的可行性。具体而言，引入具有结构刚性的单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，采用反相悬浮聚合法合成了一类新的多孔结构的三元高分子微凝胶P(AM-MAA-NVP)。利用扫描电子显微镜、能谱分析、红外光谱、热重分析等手段对复合微球进行了表征。结果表明：通过调节NVP含量、反应时间、交联剂用量、离子强度等因素可以控制性制备具有孔道结构的凝胶微球。NVP的引入具有微凝胶致孔作用，其含量较低时所得微球表面光滑，但内部存在孔道结构，随NVP含量增加，微凝胶表面呈现孔道结构，当含量超过50%时，微凝胶具有孔结构，但球形难于维持；随共聚反应时间增加孔道结构变得明显；随交联剂用量增大，孔尺寸相应变小；在聚合单体溶液中引入无机盐可以有效致孔，且孔径均一。
(2) 提出了在微凝胶高分子网络中填充无机氧化物以增强水凝胶高分子骨架刚性制备多孔结构无机-有机复合多孔结构材料新方法。以下列实验为例证实了这一方法的可行性。以P(AM-MAA-NVP)高分子微凝胶为模板，借助浸渍于模板孔道中钛酸四丁酯在潮湿气氛中的水解缩合作用，得到了P(AM-MAA-NVP)/TiO2多孔结构的无机-有机复合微球。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等手段对复合微球的形貌、无机沉淀物的相对含量等进行了表征。结果表明：微凝胶中交联剂BA含量、聚合反应体系的离子强度、前躯体TBOT浓度等因素都会对复合微球孔道结构和表面形貌产生显著影响。随BA含量的增加，所得 P(AM-MAA-NVP)/TiO2复合微球孔尺寸变小；加入无机盐以增加离子强度，使所得P(AM-MAA-NVP)/TiO2复合微球孔壁变厚，孔径变小。
该研究的主要创新点在于提出增强水凝胶微球高分子骨架刚性的两种途径，建立了以微凝胶制备多孔结构复合微球新方法。通过对本研究提出的制备孔结构复合微球新方法的实践，证明了该方法的可行性。从该方法制备多孔性复合微球的基本原理不难看出，该方法具有广泛的适应性、调节孔结构方法的多样性、孔结构调节的灵活性。