聚多巴胺修饰纳米SiO2颗粒

马冠香，杨令，王亭杰

（清华大学化学工程系，北京 100084）

纳米SiO2颗粒广泛用于填料、涂料、催化剂、药物载体等领域[1-3]。但是，SiO2纳米颗粒表面能高、表面羟基多，颗粒之间易形成氢键，导致团聚，使其在聚合物基体中的分散性差，且与有机聚合物界面的相容性差，这限制了对聚合物纳米复合材料的性能提高，所以，需要对SiO2颗粒表面进行改性[4-6]。

多巴胺（dopamine，DA）分子具有贻贝分泌的黏附蛋白结构中的儿茶酚和氨基官能团[7-8]，在碱性条件下，通过氧化自聚可在有机、无机多种材料的表面沉积，形成聚多巴胺（polydopamine，PDA）包覆层，PDA 具有黏附蛋白类似的超强黏附性能，是近期发展的一种新型表面改性方法[9-10]。

通过在纳米SiO2颗粒表面包覆PDA 薄层，可以在纳米SiO2表面负载特殊的官能团，改善其与聚合物的结合力，赋予复合材料特殊的性能[11-15]。一方面，利用PDA 优异的黏附性和丰富的氨基、亚胺基、儿茶酚等官能团，可赋予纳米SiO2颗粒表面功能特性；另一方面，利用PDA 表面的多官能团活性位点，可通过迈克尔（Michael）加成或席夫（Schiff）碱反应进一步与含有氨基、巯基或羧基的功能分子反应，丰富纳米SiO2颗粒的表面功能性修饰。

1 PDA修饰的优势

目前，针对DA单体的自聚合及PDA形成机理有多种解释[13-14]，关于PDA结构单元的形成已有广泛共识，在碱性有氧的环境中，DA 脱去两个酚羟基的氢质子，形成中间体氧化产物多巴醌及5,6-二羟基吲哚（DHI）[4]。关于中间体形成PDA 包覆层的途径，主要有3 种解释：①DA、多巴醌和DHI通过非共价（包括电荷转移、氢键、π-π堆积等）组装形成PDA[16]；……