[發(fā)明專利]一種中空納米氧化鎂微球及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210301980.X
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102849760A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳運法;武曉峰;唐文翔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: C01F5/06
• 分類號: C01F5/06;B82Y30/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化鎂納米微球，具體地，本發(fā)明涉及一種中空納米氧化鎂微球及其制備方法。

背景技術(shù)

具有中空納米結(jié)構(gòu)微球在化學(xué)組成、尺寸、內(nèi)腔結(jié)構(gòu)等方面的可控性，使其在可控藥物釋放、催化劑、微反應(yīng)器、及能源材料等有潛在應(yīng)用價值。各種人工合成方法，如硬模板法、膠束模板、乳液滴模板法、氣泡模板法、界面反應(yīng)-擴散法等，已較成功地用于制備中空納米結(jié)構(gòu)功能顆粒或微球。迄今為止，使用上述方法所制備得到的中空結(jié)構(gòu)微球或顆粒主要是單層球壁。合成多壁，尤其是二重球壁以上中空納米結(jié)構(gòu)顆粒，仍然面臨技術(shù)的挑戰(zhàn)。最近，文獻（D.Wang?et?al,General?Synthesis?and?Gas-Sensing?Properties?of?Multiple-Shell?Metal?Oxide?Hollow?Microspheres,Angewandte?Chemie?International?Edition,2011,50(12):2738-2741）提供了一種以高濃度鹽溶液浸漬碳球的方法，制備各種無機多球壁納米結(jié)構(gòu)微球。但是，該法靠鹽溶液擴散浸漬，由于體系粘度高，溶質(zhì)在碳球結(jié)構(gòu)孔道擴散作用緩慢，孔道里捕獲前驅(qū)體量少，因而過程耗時長、目標產(chǎn)物低，限制了該法實際應(yīng)用。

氧化鎂材料是一種重要的功能材料，廣泛應(yīng)用于堿性催化劑、環(huán)境修復(fù)材料、耐火材料，功能填料及電子器件等。相比本體氧化鎂，納米化的氧化鎂由于高活性表面及納米效應(yīng)，而表現(xiàn)出本體材料不具有的新應(yīng)用性能。比如：文獻（Utamapanya?S.et?al,Nanoscale?metal?oxide?particles/clusters?as?chemical?reagents,synthesis?and?properties?of?ultrahigh?surface?area?magnesium?hydroxide?and?magnesium?oxide,Chemistry?Materials,1991,3(1):175-181；H.Itoh,S.Utamapanya,J.V.Stark,K.J.Klabunde?and?J.R.Schlup,Nanoscale?metal?oxide?particles?as?chemical?reagents.Intrinsic?effects?of?particle?size?onhydroxyl?content?and?on?reactivity?and?acid/base?properties?of?ultrafine?magnesium?oxide,Chem.Mater.,1993,5:71-77）指出，超細納米氧化鎂顆粒對污染氣體、化學(xué)毒劑具有破壞性吸附特性；文獻（Toimenov?P.K.,Klinger?R.L.,Marchin?G.L.,Klabunde?K.J,Metal?oxide?nanoparticles?as?bactericidal?agents,Langmuir,2002,18:6679-6686）指出，超細納米氧化鎂可磨蝕破壞細胞壁，具有優(yōu)異滅菌能力。然而，納米氧化鎂顆粒具有極大的比表面積和高表面能，導(dǎo)致顆粒易于團聚，形成二次粒子，在最終使用中喪失超細顆粒的優(yōu)異特性。另外，在實際應(yīng)用中，超細納米顆粒應(yīng)用也存在后處理工藝復(fù)雜、與介質(zhì)難以分離等缺陷（Zhou?J.et?al,Facile?fabrication?of?mesoporous?MgO?microspheres?and?their?enhanced?adsorption?performance?for?phosphate?from?aqueous?solutions,Colloids?and?Surfaces?A:Physicochemical?and?Engineering?Aspects,2011,379(1-3):102-108）。基于上述原因，設(shè)計與開發(fā)具有復(fù)雜多尺度氧化鎂納米結(jié)構(gòu)顆粒，廣泛被認為是克服納米顆粒應(yīng)用方面不足的主要途徑。迄今為止，已成功開發(fā)出許多具有納米結(jié)構(gòu)的氧化鎂材料（中空結(jié)構(gòu)、中空管、組裝體等）。比如：文獻（Yan?Z.et?al,Fabrication?and?formation?mechanism?of?hollow?MgO?particles?by?pulsed?excimer?laser?ablation?of?Mg?in?liquid,Nanotechnology，2011,22:265610）中，使用Mg粉在空氣中，高溫?zé)嵴舭l(fā)得到單壁MgO微球。文獻（張超等，納米結(jié)構(gòu)氧化鎂空心球殼的制備及吸附鎳離子性能研究，功能材料，2011，42：328-331）中報道用Pickering乳液合成單壁MgO微球。然而，合成多壁納米結(jié)構(gòu)氧化鎂，尤其嵌套多壁中空結(jié)構(gòu)氧化鎂，鮮有報道。