摘要
自由基聚合反应是人类开发最早，研究最为深入的一种聚合反应，在高分子化学中占有重要地位。但是在传统的自由基聚合反应中，反应一旦开始，反应过程就无法控制，反应产物也无法控制。同时，在自由基聚合反应的研究中，人们常用过渡金属或者是有机染料作为催化剂进行反应。但是不论是过渡金属还是有机染料都不利于绿色环保的化工生产主题。所以，如何在绿色环保的情况下实现对自由基聚合反应的有效控制便成为研究的热门。光能作为一种可再生资源，在生物和非生物体内都有非常广泛的利用价值。将光作为控制自由基聚合的反应条件，通过调节光来控制反应，从而实现反应产物的预设计及过程控制。众所周知，将太阳能应用于包括催化在内的工业生产是我们做科研研究的理想追求。本论文从分子组装的思路出发，通过不同的组装方式构筑了两种不同的催化剂，探究了以光照作为开关来进行控制的光催化反应，具体的研究结果如下： 1.利用短肽对卟啉进行修饰，构建了卟啉与脂肪族二肽结合的功能杂化体，并通过调控溶剂比例诱导其组装，形成一种尺寸可控的粗糙球状结构。卟啉的光敏特性是通过将氨基酸衍生物（或短肽）与卟啉结合形成卟啉类衍生物并自组装成结构稳定的组装体展现的。同时，我们对短肽-卟啉的组装体用于固定葡萄糖氧化酶并且能够提高酶的催化活性机理进行了研究。卟啉类物质具有光致电子转移能力，可以将光激发下产生的光电子转移到葡萄糖氧化酶上，使葡萄糖氧化酶能够更好的催化自由基聚合反应，从而提高了酶催化RAFT自由基聚合反应的能力。 2.受天然酶成分组成的启发，选用光敏剂四苯基卟啉（TPP）和牛血清白蛋白（BSA）作为组装构筑基元，制备了TPP-BSA等一系列尺寸和形状可控的共组装材料仿生酶。研究了它们的催化活性、循环催化能力及温度和金属离子Mn2+的加入对材料催化活性的影响。通过研究发现，共组装体TPP-BSA的系列材料具有较好的催化活性并且具有多次循环的能力；对材料进行60℃加温处理后，材料的催化性能有了明显的增强；进一步加入金属离子Mn2+后，材料的催化活性有了进一步的提升并且在进行4次循环催化后仍具有较强的催化活性。
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