通过Cu(II)-Schiff碱苯并咪唑复合物实现自由基聚合与金纳米粒子合成的同步光催化剂

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Simultaneous Photocatalyst for Radical Polymerization and Gold Nanoparticle Synthesis via a Cu(II)-Schiff Base Benzimidazole Complex

铜(II)-苯并咪唑络合物R3与玫瑰红素、三乙胺组成的可见光三组分光引发系统，在无溶剂条件下同步引发乙二醇二丙烯酸酯自由基聚合和生成526-541 nm SPR峰的金纳米颗粒。TEM显示9-75 nm双模分散，Avrami模型证实扩散控制生长（n≈0.39），FTIR证实Au3?原位还原。该体系为可见光驱动纳米复合材料合成提供新方法。

　　

摘要

本研究介绍了一种多功能铜(II)-Schiff碱苯并咪唑复合物(R3)，该复合物在可见光(405 nm LED)的照射下能够同时引发乙二醇二丙烯酸酯(EGDA)的自由基聚合反应并合成金纳米颗粒(AuNPs)。这种由R3、罗丝苯胺(RB)作为光敏剂以及三乙胺(TEA)作为电子供体的三组分光引发体系(PIS)，表现出高效的电子转移性能，这一过程得到了吉布斯自由能值(-1.28 eV)的有力支持。实时紫外-可见光谱分析证实了AuNPs的形成，其表面等离子体共振(SPR)峰位于526–541 nm范围内；透射电子显微镜(TEM)分析显示，这些纳米颗粒具有双峰尺寸分布(9–75 nm)，并且均匀地分散在聚合物基质中。利用Avrami模型进行的动力学研究表明，纳米颗粒的生长过程受扩散控制(n ≈ 0.39)，荧光淬灭实验进一步证明了在TEA存在下电荷转移效率的提升。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和形态学分析进一步证明了该体系的双重功能：Au³⁺在原位被还原，且纳米颗粒在交联的EGDA网络中分布均匀。这项工作为可见光驱动的光引发体系设计提供了新的思路，为制备嵌入聚合物中的AuNPs开辟了一条无需使用溶剂的高效途径，这些纳米颗粒可应用于催化、光电子学和纳米复合材料领域。虽然本研究并未重点优化各组分的比例，但这些发现为未来通过微调系统参数以实现最佳性能奠定了坚实的基础。