doi:10.6043/j.issn.0438-0479.201603042异形聚合物微球制备及其作为催化载体和光子晶体基元的性能研究

王 爽，袁丛辉，朱继红，陈国荣，许一婷，曾碧榕，罗伟昂，戴李宗*

（厦门大学（厦门大学 材料学院 福建省防火阻燃材料重点实验室，福建 厦门 361005）摘要：采用无皂乳液聚合，以过硫酸钾（K2S2O8）为引发剂、苯乙烯（St）为疏水单体、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为亲水单体与亲/疏水性各异的交联剂进行反应，制备交联异形 PSt-PGMA

聚合物纳米球。利用扫描电镜、动态光散射、红外光谱、热重分析等手段对材料进行表征，探讨异形聚合物纳米球形貌的调控方法和形成机理。结果表明，交联剂的亲 /疏水性是控制聚合物纳米球形态的关键因素。该聚合物纳米球可作为 Au 纳米粒子载体用于催化对硝基苯酚的还原反应。同时 ，通过垂直沉积法诱导尺寸各异的交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球自组装，可获得颜色从红到紫连续变化的光子晶体材料。关键词：异形聚合物纳米球；催化载体；光子晶体中图分类号：O 632 文献标志码： A

各向异性聚合物纳米球的特点在于其形貌、结构或性能的不对称性。异形聚合物纳米球作为其中的一种，因具有独特的表面结构及光散射性能受到国内外学者的广泛关注，在光子晶体[1-3]、自组装[4-6]、分子识别[7]及其他生物医学[8, 9]领域具有潜在应用。乳液聚合[10-16]因过程简单、调控能力强已成为制备异形聚合物纳米球的重要方法。Yu Huang 等[17]通过控制乳液聚合中交联剂二乙烯基苯（DVB）的滴加速度和时间，合成了粒径均一的蘑菇和爆米花状的聚合物纳米球。 Shan Shi 等[18]首先利用乳液聚合制备出交联 PAEMA（聚（2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯）），并利用 St 与 PAEMA

的相互作用，得到结构从草莓状到椭球形不等的聚合物纳米球。 Xueping Ge 等[15]利用庚烷对聚苯乙烯的溶胀作用，得到了疏松多孔的笼状纳米球。

对于规则介质球组成的光子晶体而言，在布里渊区（Brillouin zone）小球受自身对称引起的简并衰减偏振模式影响，很难形成三维全光子带隙从而限制其在光、磁波选择方面的应用[19]。而各向异性纳米微球可打破这一衰减，组装后能形成全光子带隙的光子晶体[20]，大大拓展了其应用领域。如：Suna Yin[21]等利用电磁场诱导不同种类的异形纳米球自组装形成三维光子晶体，该光子晶体在荧光、信息储存等方面表现出良好的应用性能。同时，利用异形聚合物纳米球表面的不对称性，进（厦门大学 收稿日期：2016-03-28 录用日期：2016-05-06基金项目：国家科技支撑计划项目（2014BAF08B03）；福建省重大科技平台建设基金（2014H2006）；厦门市科技

计划项目（3502Z20150047）；厦门大学基本科研业务费项目（20720140542，20720140516）* 通信作者：lzdai@xmu.edu.cn

行金属负载后形成的复合纳米球可表现出优异反应性能 [22, 23]。Ruikun Wang 等人[24]对爆米花状的PS-co-SiO2复合微球进行纳米 Ag 粒子负载，形成的 PS/Ag/SiO2微球对大肠杆菌的降解速率远远大于规则 PS/Ag微球。Xuewu Ge[25]等人在桃核状的磺化苯乙烯微球表面负载纳米 Ag 粒子而形成复合纳米微球。该复合纳米微球在传感器及太阳能电池领域都有潜在应用，但是作者未深入探究该类异形复合纳米球在催化等方面的应用性能。本文通过无皂乳液聚合制备各向异性的交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球。利用扫面电镜

（SEM）、透射电镜（TEM）、动态光散射仪（DLS）等方法分析异形聚合物纳米球形貌、尺寸的调控因素，进而探讨其构筑机理。借助于这类纳米微球比表面积大的特点，将该异形聚合物纳米球进行 Au 纳米粒子负载并探索其作为催化剂载体的应用。同时，该交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球独特的粒径均一性赋予其良好的自组装能力，可组装成颜色可控的光子晶体。1.实验部分1.1 试 剂

苯 乙 烯 （ St ） ， 甲 基 丙 烯 酸 缩 水 甘 油 酯 （ GMA ） ， 二 乙 烯 基 苯 （ DVB ） ， 过 硫 酸 钾（KPS），聚乙烯亚胺（PEI），二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA），N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBA），氯金酸（HAuCl4），硼氢化钠（NaBH4），以上试剂均为分析纯，购自国药集团化学药品有限公司；蒸馏水（H2O）为实验室自制。1.2 实验过程1.2.1 制备交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球将 8.73 mmol St 、1.47 mmol GMA 和 0.228 mmol DVB 等 3 种单体分别加入到含有 50 mL H2O

的三颈瓶中。氮气保护下，搅拌、升温至 75 ℃，30 min后加入 0.02 g 的 KPS，反应 24 h 得到白色乳液。将上述乳液用乙醇及水反复离心洗涤后，将沉淀产物 PSt-PDVB-PGMA干燥保存待用。在相同反应条件下分别改变上述单体的浓度，探究单体浓度对聚合物纳米球形貌的影响。本文还设计采用等物质的量的亲水性的交联剂 MBA 和 EGDMA代替疏水交联剂 DVB，在相同

的反应条件下分别得到 PSt-PMBA-PGMA 和 PSt-PEGDMA-PGMA 聚合物纳米球，以研究交联剂的亲/ 疏水性对聚合物纳米球形貌的影响。1.2.2 异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球负载纳米 Au

利用环氧基与氨基的反应，实现交联聚合物异形纳米球的表面氨基化改性。将 5 mg 聚乙烯亚胺加入到 10 mL 质量分数为 1 %的异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球溶液中，常温搅拌 12 h。分别用乙醇和水离心洗涤 3次并重新分散于 50 mL去离子水中，加入 10 mL浓度为 0.3 mmol/L 的HAuCl4。避光静置 2 h，以促进 HAuCl4 对氨基的质子化。逐滴加入浓度为 7.93 mmol/L 的 NaBH4 溶

液 5 mL，反应 8 h后离心洗涤。对未交联的 PSt-PGMA 聚合物纳米球经上述相同的反应步骤进行表面 Au 纳米粒子负载。1.2.3 PSt-PDVB-PGMA@Au 、PSt-PGMA@Au 复合纳米球催化性能研究

以 NaBH4 还原对硝基苯酚作为模型反应，研究异形 PSt-PDVB-PGMA@Au 及 PSt-PGMA@Au

复合纳米球的催化性能。称取上述复合纳米球各 5 mg 分别与 10 mL浓度约为 1.8 mmol/L 的对硝基苯酚溶液混合均匀，取一定量加入到规格为 2 mL石英比色皿中，同时加入几滴 NaBH4 溶液(c＝80

μmol/L)。利用紫外-可见光谱仪在规定的时间间隔内对比色皿中样品进行测定，以观察 2 种复合纳米球催化对硝基苯酚的还原过程。1.2.4 制备异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球光子晶体

采用 Jingxia Wang 等[26]所述垂直沉积法，首先将清洗干净的玻璃片放入浓硫酸中浸泡 24 h使玻璃片表面羟基化，后用去离子水洗脱表面残留的酸根离子。将上述玻璃片垂直地放入 50 mL 质量分数为 0.5 %的异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球溶液中，并置于 45 ℃烘箱中，待溶液挥发完后取出玻璃片，即可得到沉积在玻璃片上的光子晶体。

1.3 实验表征与测试 利用 SU-70 扫面电镜显微镜及 JEM2100透射电镜观察样品形貌；傅里叶变换红外光谱仪（Nicolet Avatar）、热重分析仪（Netzsch STA 409EP，N2气氛，10 ℃/min，温度范围：35～800

℃）测定材料组成；通过 BET 表面积分仪（Micromertics ASAP2000系统，温度 77.35 K）和动态光散射（NanoZS型号）测定样品比表面积和粒径分布；采用紫外可见光分光光度计（ Cary 5000

型）测定样品载金后的催化性能。2.结果和讨论2.1 异形聚合物纳米球的形貌研究图 1 为不同 DVB浓度所得的异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的 SEM图。当 DVB浓度为

1.41 mmol/L（图 1（a））时，得到形状规则且表面光滑的 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球。随着DVB浓度的升高，聚合物纳米球的不规则度逐渐提高，且在 DVB浓度为 5.64 mmol/L （图 1

（c）、（g））时达到最大。继续提高 DVB浓度，聚合物纳米球的异形程度随之降低。另外，从SEM图来看， DVB浓度的变化对异形 PS-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的尺寸均一性不存在明显影响。

（a）-（f）中 DVB浓度分别为 1.41、2.82、5.64、8.46、11.28 和 16.92 mmol/L ，（g）、（h）分别为图（c）、（d）对应放大图。其中，St：174.6 mmol/L, GMA：29.4 mmol/L， H2O：50 mL。图 1 不同 DVB浓度所得的异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的 SEM图

Fig. 1 SEM images of PSt-PDVB-PGMA polymer nanoparticles with different DVB concentrations

图 2 为 GMA浓度分别为 14.7、29.4、58.8 和 117.6 mmol/L所得聚合物纳米球的 SEM图，DLS

曲线和粒径变化图。当 GMA浓度为 14.7 mmol/L（图 2（a））时，得到形状规则的 PSt-PDVB-

PGMA 聚合物纳米球。随着 GMA浓度提高到 29.4 mmol/L (图 2（b）) ，异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球不规则程度最大。继续提高 GMA浓度，该不规则程度又逐渐降低(图 2（d）) 。图2（e）、（f）显示，异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球粒径随着GMA浓度的提高而逐渐减小。这是由于 GMA 反应体系中对疏水单体起到增容作用而使聚合物纳米球粒径发生相应改变。

（a）-（d）中 GMA浓度分别为 14.7、29.4、58.8 和 117.6 mmol/L。其中，St：174.6 mmol/L，DVB：5.64 mmol/L， H2O：50 mL。

图 2 不同 GMA浓度所得的异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球 SEM图（a-d）、DLS曲线（e）和粒径变化图（f）Fig. 2 SEM images (a-d), DLS spectra (e) and size changes (f) of PSt-PDVB-PGMA nanoparticles with different GMA

concentrations

我们还考察了反应体系中 H2O 的用量对聚合物纳米微球形貌及粒径的影响。图 3 为保持体系中其他原料浓度不变，H2O 的用量分别为 40、50、70 和 90 mL所得异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的 SEM图（a-d），DLS曲线（e）和粒径变化图（f）。在一定范围内，H2O 用量对异形

PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球形貌影响不明显，但聚合物纳米球粒径随 H2O 用量的增加逐渐减小。这是由于体系内单体和自由基浓度随H2O 用量增加而降低，使聚合物纳米球粒径不断减小。

（a）-（d）中 H2O 的用量分别为 40、50、70 和 90 mL。其中，St：8.73 mmol，GMA：1.47 mmol， DVB：0.228

mmol。图 3 体系不同 H2O 用量制备所得异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的 SEM图（a-d）、DLS曲线（e）和粒径变化

图（f）Fig. 3 SEM images (a-d), DLS spectra (e) and size changes (f) of PSt-PDVB-PGMA nanoparticles obtained with different

H2O contents

将疏水性交联剂 DVB替换为亲水性的 MBA 和 EGDMA，并改变其浓度得到不同的异形 PSt-

PMBA-PGMA 和 PSt-PEGDMA-PGMA 聚合物纳米球。图 4 为保持体系其他原料浓度不变，MBA浓度分别为 1.41、2.82、5.64、8.46、11.28 和 16.92

mmol/L 时所得 异 形 PSt-PMBA-PGMA 聚 合 物 纳 米 球 的 SEM 图。当交 联 剂 MBA 的浓度 1.41

mmol/L（图 4（a））时，聚合物纳米球的不规则程度较低。随着 MBA浓度的提高，聚合物纳米球的异形程度逐渐增加，并在 MBA浓度为 5.64 mmol/L（图 4（c））时达到最大。然而，继续提高MBA 的浓度，聚合物纳米球表面凹陷程度开始变得不明显并趋向于规则纳米球。

（a）-（f）中 MBA浓度分别为 1.41、2.82、5.64、8.46、11.28 和 16.92 mmol/L 。其中，St：174.6

mmol/L，GMA：29.4 mmol/L， H2O：50 mL。图 4 不同 MBA浓度所得异形 PSt-PMBA-PGMA 聚合物纳米球的 SEM图

Fig. 4 SEM images of PSt-PMBA-PGMA nanoparticles with different MBA concentrations

图 5 为保持体系其他原料不变，PEGDMA浓度分别为 1.41、2.82、5.64、8.46、11.28 和 16.92

mmol/L 时，异形 PSt-PEGDMA-PGMA 聚合物纳米球的 SEM图。当 EGDMA浓度为 1.41 mmol/L

（图 5（a））时，PSt-PEGDMA-PGMA 聚合物纳米球接近规则球形；聚合物纳米球的异形程度随着 EGDMA浓度增加而提高，并在 EGDMA浓度为 8.46 mmol/L（图 5（d））时达到最大。然而继续提高 EGDMA浓度，该异形程度又不断下降。由此可知，改变 MBA 和 EGDMA两种亲水交联剂浓度与改变疏水交联剂 DVB浓度所得交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球的形貌变化规律一致。

（a）-（f）中 EGDMA浓度分别为 1.41、2.82、5.64、8.46、11.28 和 16.92 mmol/L 。其中 St： 174.6

mmol/L，GMA：29.4 mmol/L，H2O：50 mL。图 5 不同 EGDMA浓度所得异形 PSt-PEGDMA-PGMA 聚合物纳米球的 SEM图

Fig. 5 SEM images of PSt-PEGDMA-PGMA nanoparticles with different EGDMA concentrations

基于以上结果，我们提出了如图 6所示的交联异形聚合物纳米球的形成过程。若以疏水单体DVB 为交联剂，在不断搅拌的反应过程中，单体 GMA由于亲水性更强而在壳层富集并聚合，而疏水单体 St 则更趋向于在内核。当 DVB浓度较高，疏水性交联剂 DVB 首先会与体系中 St 单体聚合，从而对 PGMA链段产生一定的牵扯作用，造成聚合物纳米球的壳层出现凹陷。若 DVB浓度偏高， PSt 和 PGMA 的交联程度相近，形成的聚合物纳米球呈规则形状。如果 DVB浓度太低而不足以引起 PS 和 PGMA 的不对称交联，则也无法形成异形聚合物纳米球。若以 EGDMA 和 MBA 等亲水性单体作为交联剂，在聚合过程中亲水性交联剂会首先与 GMA 单体聚合，对 PSt产生作用力，从而形成异形聚合物纳米球。因此，不均匀的交联聚合是形成上述的聚合物异形纳米球的主要原因。

图 6 交联 PSt-PGMA 聚合物纳米球形成机理Fig. 6 the Schematic illustration of the formation of crosslinked PSt-PGMA nanoparticles

图 7 分别是异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的氮气气氛下的 TGA曲线(a)和 FT-IR 谱图(b)。从图 7(a)看出， 异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合纳米球别在 100～200 ℃、300～500 ℃出现热失重。第一阶段主要是吸附水的挥发、表面羟基缩合失水和少量的聚合物分解过程 [27]，失重量大约为 8

%。由于 DVB 和 St 单体均存在刚性苯环结构，故在～300 ℃才出现大部分聚合物分解的第二次热失重，此时失重量接近 90 %，残炭量几乎为 0。在 FT-IR 谱图中，1720 和 1197 cm-1左右的特征峰为 PGMA 中的 C=O 和 C-O 键振动吸收峰[28,29]。而 700 和 761 cm-1 是单取代苯环上-H 的弯曲振动吸收峰；1600 cm-1 为苯环的骨架振动；1500 cm-1左右的两个尖峰是苯环上的 C=C双键的伸缩振动吸收峰；同时，在 2950 cm-1左右处出现的特征峰为 C-H 键的伸缩振动峰；而在 3500 cm-1处出现的宽峰来自表面吸附的结合水。上述两组数据侧面证实了 PS-PDVB-PGMA 聚合物中 3个组分的存在。

图 7 异形 St-PDVB-PGMA 聚合物纳米球 TGA曲线（a）和 FT-IR图谱（b）Fig. 7 TGA (a) curves and FT-IR spectra (b) of PSt-PDVB-PGMA nanoparticles

2.3 异形聚合物纳米球的催化载体性能研究图 8 为异形 PSt-PDVB-PGMA 和 PSt-PGMA 聚合物纳米球对氮气的吸附-脱附曲线。气体吸附

法是多层吸附，测定的是聚合物纳米球所有外表面积对氮气的吸附能力，该数据可以反映聚合物纳米球比表面积的大小[30]。上图数据可以看出，在相同压力的条件下，异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球对氮气的吸附量远远大于规则的球形 PSt-PGMA。说明在聚合物纳米球表面形成不对称异形结构，可以有效提高其比表面积。

图 8 异形 PSt-PDVB-PGMA（a）及 PSt-PGMA （b）聚合物纳米球氮气吸附-脱附曲线

Fig. 8 N2 adsorption−desorption isotherm of PSt-PDVB-PGMA (a) and PSt-PGMA (b) nanoparticles

由于 PSt-PGMA类聚合物纳米球表面含有环氧基团，可以与 PEI 中的氨基结合进行表面改性，并利用氨基与金属的相互作用实现 Au 纳米粒子附载形成复合纳米球。图 9（a）是 PSt-PDVB-

PGMA@Au 和 PSt-PGMA@Au 复合纳米球和 PSt-PDVB-PGMA-PEI 聚合物纳米球在空气中的 TGA

曲线，图 9（b）和（c）是相应 TEM图。从 TGA曲线可知，PSt-PDVB-PGMA-PEI 聚合物纳米球残炭量为 0%，而在 PSt-PDVB-PGMA@Au 和 PSt-PGMA@Au 复合纳米球中残炭量（即 Au 纳米粒子的负载量）分别为 4.65%和 2.07%。同时从 TEM图可以看出两种聚合物纳米球表面均成功负载了细小的纳米金粒子，且 PSt-PDVB-PGMA@Au 中 Au 纳米粒子含量明显较多。这是由于 PSt-PDVB-

PGMA 聚合物纳米球比表面积大而有利于金属粒子的负载 [25,31]，因此 PSt-PDVB-PGMA@Au复合纳米球中 Au 粒子的负载量更高。

图 9 PSt-PDVB-PGMA@Au、PSt-PGMA@Au复合纳米球和 PSt-PDVB-PGMA-PEI 聚合物纳米球 TGA曲线（a）及TEM图(b，c)

Fig. 9 TGA curves (a) of PSt-PDVB-PGMA@Au and PSt-PGMA@Au composites nanoparticles and PSt-PDVB-PGMA-PEI

nanoparticles;

TEM images(b, c) of PSt-PDVB-PGMA@Au and PSt-PGMA@Au composites nanoparticles

图 10（a）、（b）分别为 PSt-PDVB-PGMA@Au 及 PSt-PGMA@Au复合纳米球催化 NaBH4 还原对硝基苯酚的 UV-Vis图谱。可知，在 NaBH4 还原对硝基苯酚反应体系中加入相同质量的 PSt-

PGMA@Au 及 PSt-PDVB-PGMA@Au 复合纳米球后，对硝基苯酚在～400 nm 特征峰强度随着催化反应的进行逐渐降低。从图 10（c）的催化效率图可以看出：PSt-PDVB-PGMA@Au 复合纳米球对NaBH4 还原对硝基苯酚应的催化效率明显高于 PSt-PGMA@Au 复合纳米球。以上数据表明，异形聚合物纳米球独特的表面性能使其作为金纳米粒子载体对催化反应起到一定的促进作用。

图 10 PSt-PDVB-PGMA@Au（a）、PSt-PGMA@Au（b）催化 NaBH4 还原对硝基苯酚的紫外-可见吸收光图谱和二者催化效率对比图（c）

Fig.10 UV-Vis spectra changes catalyzed by PSt-PDVB-PGMA@Au(a) and PSt-PGMA@Au (b) composites nanoparticles

and concentration change(c/c0) in Nitrophenol (c)

2.4 异形聚合物纳米球自组装成光子晶体材料 对于形状粒径均一的粒子，经规则排列后可形成光子晶体而呈现不同颜色 [32]。图 11a～g 为粒径不同的异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球经垂直沉积法得到的光子晶体照片和 SEM图。由图可知，通过调控异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的粒径，可以得到颜色从红到紫色依次变化的七色光子晶体。同时组成光子晶体的异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球之间排列规则且紧凑，呈层状平铺结构。图 11h 中曲线 1~7 分别为 a~g 中对应异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的 DLS曲线。可以看出，光子晶体颜色随着异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球粒径逐渐减小由红向紫色不断变化。这是由于每个光子晶体独有的光子禁带可以反射与其波长相近的光，从而使该光子晶体表现出相应波长颜色[33]。异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球的粒径逐渐减小，组成的光子晶体的光子禁带也随之降低，反射的光的波长也相应降低，从而实现光子晶体颜色从红色到紫色依次变化。图 11i 为 d（绿色）中所示的光子晶体的紫外-可见光（UV-Vis）曲线，从图中可以看出，该光子晶体在 550 nm左右显示出一定强度的反射峰，而这一波长正好与可见光中的绿色光波（492~577 nm）相符合。该异形聚合物纳球组成的光子晶体有望在光、电磁波选择、检测器方面有一定的应用前景。

图 11 a-g：异形 PSt-PDVB-PGMA 聚合物纳米球形成光子晶体的照片及微观 SEM图；h：对应聚合物纳米球的 DLS

曲线；i：光子晶体(图 d)紫外-可见光曲线Fig. 11 a-g: SEM images and pictures of photonic crystal obtained with PSt-PDVB-PGMA nanoparticles; h: DLS

spectra of relevant PSt-PDVB-PGMA nanoparticles; i: UV-Vis spectrum of photonic crystal

3.结 论本文通过乳液聚合法合成了交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球，结合 SEM、TG、DLS 和 FT-

IR 等分析手段探讨各原料的用量对聚合物微球形貌的影响以及该异形聚合物纳米球的形成机理。主要研究结果如下：

1）固定其他原料浓度，交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球的不规则程度随着某一单体浓度的增加呈现逐渐提高又逐渐降低的过程。2）交联剂的亲疏水性是 PSt 和 PGMA 不对称交联形成异形结构的关键因素。3）交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球比表面积大，可作为 Au 纳米粒子载体对NaBH4 还原对硝基苯酚的反应起到较强催化作用。4）交联异形 PSt-PGMA 聚合物纳米球粒径均一、结构稳定，经垂直沉积可得到颜色从红到紫七色连续变化的光子晶体材料。

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Preparation and Property Study of Asymmetric

Polymer Spheres as Catalyst Supports and

Photonic Crystal Building BlocksWANG shuang, YUAN conghui, ZHU jihong, CHEN guorong, XU yiting,

ZENG birong, LUO weiang, DAI lizong*

（Fujian Province Key Laboratory of Fire Retardant Materials, College of Materials, Xiamen University,

Xiamen 361005, China）Abstate: PSt-PDVB-PGMA nanospheres with tunable morphologies have been prepared through emulsion

polymerization using potassium persulfate (K2S2O8) as initiator, styrene (St) and glycidyl methacrylate (GMA) as

monomers in the presence of different crosslinking agents. SEM, DLS, TG and FT-IR were used to characterize the

morphology, size and composition of the nanospheres. The mechanism for the formation of asymmetric nanospheres

and control over morphology were discussed in detail. It’s found that the hydrophilicity of the crosslinking agent

significantly affected the final morphology of the nanospheres. The PSt-PDVB-PGMA nanospheres can be used as

supports for Au nanocatalyst to catalyze the reduction of nitrophenol and self-assembly buliding blocks to form

photonic crystals.

Key words: asymmetric polymer particles; catalyst support; photonic crystal