[發明專利]表面功能化納米微粒及其聚合物納米復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200810051020.6
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號: CN101343536A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 呂長利;高俊芳;史永利
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;G01N33/52;C08L33/04;C08L33/26;C08L75/04;C08K9/04;C08J5/18;C08F20/06;C08F20/32;C08F20/10;C08F2/44;C08G18/08;C08F20/54;C08F12/08
• 代理公司: 長春市東師專利事務所
• 代理人: 劉延軍;李榮武

1、表面功能化的復合熒光納米微粒的制備方法，其特征是：采用傳統的水相或油相方法合成各種納米微粒，并利用表面配體交換的方法將功能小分子或大分子配體配位到納米微粒表面；該方法一是在合成完納米微粒后加入功能配體進行交換合成復合納米微粒，二是在合成納米微粒的過程中直接加入功能配體一步實現復合納米微粒的合成；復合微粒合成時，有機配位分子和納米微粒的質量比為0.5～50wt％，反應溫度為室溫～160℃，反應時間為2～24小時。

2、按照權利要求1表面功能化的復合熒光納米微粒的制備方法，其特征是：功能配位分子是不帶官能團的或是帶有官能團的，功能配位分子為鄰菲羅啉、5-氨基鄰菲羅啉、5-硝基鄰菲羅啉、5-磺酸基鄰菲羅啉，8-羥基喹啉、5-磺酸基-8-羥基喹啉，5-醛基-8-羥基喹啉，5-硝基-8-羥基喹啉，5-氨基-8-羥基喹啉，5-氯芐基-8-羥基喹啉，5-甲基丙烯酰乙氧甲基-8-羥基喹啉、聯吡啶、三聯吡啶、聯苯吡啶、10-羥基苯并喹啉及其衍生物、希夫堿及其衍生物；配位功能大分子是含有以上小分子配體的均聚物或共聚物，是5-甲基丙烯酰乙氧甲基-8-羥基喹啉的均聚物或其與甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酰胺，異丙基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基吡啶、3-乙氧基硅丙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酰氯、甲基丙烯酸羥乙酯的共聚物；

本方法不僅限于ZnS、CdS、CdTe、CdSe、ZnTe、ZnO半導體納米微粒的表面功能化，同時適用CdS/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnSe、CdS/HgS/CdS核殼納米微粒或ZnS:Mn、ZnS:Cu、CdS:Mn、ZnTe:Mn離子摻雜納米微粒、CdZnS、CdZnSe合金納米微粒及含有金屬離子的任何無機或有機納米微粒。

3、按照權利要求1、2的方法制備的表面功能化的復合熒光納米微粒。

4、按照權利要求1、2的方法所制備的功能性復合納米微粒在生物熒光標記、光致發光和電致材料方面的應用。

5、納米微粒/聚合物復合薄膜材料的制備方法，其特征是：

(1)制備表面功能化的復合熒光納米微粒，方法同權利要求1、2；

(2)有機聚合物的選擇與合成：

將(1)合成的復合納米微粒與聚合物復合時，聚合物基材是各種聚丙烯酸酯和聚丙烯酰胺類聚合物、聚合物大單體、聚氨酯、聚氨酯齊聚物及有機-無機雜化基體材料；

(3)納米微粒/聚合物復合薄膜材料的制備：

通過轉移分散聚合法制備納米微粒/聚合物復合薄膜，其中聚合物是(2)提到的聚合物材料，將這些聚合物與納米微粒溶膠混合后直接涂膜，干燥即可得到復合材料薄膜；或是原位聚合形成，即聚合物單體先與納米微粒溶膠混合后涂膜，再聚合形成聚合物/納米微粒復合薄膜材料，后一種方法與多官能度的丙烯酸、甲基丙烯酸環氧丙酯、丙烯酸酯或聚氨酯齊聚物反應，將納米微粒通過共價鍵固定在聚合物網絡中，所形成的聚合物為交聯形式；

復合納米微粒在聚合物中的摻雜量為0～50wt％，采用旋涂、蘸涂或溶液澆鑄方式成膜，固化工藝，采用紫外光引發聚合、偶氮二異丁腈或過氧化二苯甲酰引發自由基聚合或熱聚合，或采用先紫外光聚合，后AIBN熱引發聚合相結合的方法，紫外光聚合的時間為30秒～10分鐘，AIBN引發聚合的溫度在40～150℃，時間為3～24小時。

6、按照權利要求5的方法制備的納米微粒/聚合物復合薄膜材料。

7、納米微粒/聚合物復合體相材料的制備方法，其特征是：

(1)制備表面功能化的復合熒光納米微粒，方法同權利要求1、2；

(2)有機聚合物單體的選擇：

納米微粒在聚合體系中的原位本體聚合反應階段所用單體是丙烯酸酯類單體、丙烯酰胺類單體、苯乙烯或它們的組合物，其中以二甲基丙烯酰胺與苯乙烯的混合單體效果為最佳；

(3)納米微粒/聚合物復合體相材料的制備：

單體采用自由基聚合時，引發劑是BPO、AIBN或其它油溶性的引發劑，用量是反應單體總重的0.2～1wt％，聚合過程為40～60℃，5～12小時，然后程序升溫，每隔1小時升溫10℃，最后在120～150℃熱處理2～5小時；聚合體系采用紫外光固化時，光引發劑用量為0.5～5wt％，固化時間為1分鐘～20分鐘；最后在120～150℃熱處理1～5小時，脫模得到透明聚合物納米復合材料。