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  鄭州大學工程塑料研究室龐新廠教授團隊近日在《Polymer Chemistry》期刊上發表封面文章“Size Effect of Semiconductor Quantum Dots as Photocatalysts for PET-RAFT Polymerization”。

  半導體量子點（QDs）具有穩定的光學性能和高效的電子轉移速率。基于該固有特性，其作為催化劑，被應用到光誘導電子或能量轉移驅動的可逆加成-斷裂鏈轉移（PET-RAFT）反應中，并逐漸受到廣泛的關注。而QDs的量子尺寸效應對光吸收和電子轉移具有顯著的影響。但是，該領域的早期研究中，缺乏對量子尺寸效應的討論。因此，研究者選取CdSe QDs作為催化劑，并制備不同尺寸的QDs，進行PET-RAFT聚合的動力學研究。實驗結果表明，隨著QDs尺寸的增加（圖 1 a），增長速率常數（k_p^app）逐漸變大，聚合速率明顯增加（圖 1 d），實驗所得分子量與理論分子量更加接近（圖1c），即活化效率（I*=M_n,th/M_n,GPC）的值更接近1。因此尺寸較大的R QDs使得該可控自由基聚合體系更加理想。隨之，在催化劑為R QDs條件下，繼續探討了不同光照波長、溶劑極性等因素對PET-RAFT聚合的影響。

圖 1. 不同尺寸QDs的紫外可見光吸收（UV/Vis）光譜和光致發光（PL）光譜（a），和藍光（λ=465 nm）下，不同尺寸CdSe QDs催化MMA的PET-RAFT聚合的動力學研究：（b）ln([M]₀/[M]_t) vs time；（c）Mn vs monomer conversion及（d）平均聚合速率的變化趨勢（conversion/time, 紅色條形柱）和k_p^app（黑色條形柱）。

  本項研究依托河南省活性聚合與功能納米材料國際聯合實驗室。論文的第一作者為2016級博士研究生梁亞超，共同一作為2017級碩士研究生馬歡歡，通訊作者為鄭州大學材料科學與工程學院、河南省資源與材料工業技術研究院喬曉光博士和龐新廠教授。該工作得到了國家自然科學基金項目（U1804128，51973201和51703206），111計劃（D18023），國家重點研發計劃項目（2017YFB0307600），以及河南省博士后研究計劃項目（1901007）的資助。

  論文鏈接： https://doi.org/10.1039/D0PY00588F