[發明專利]一種對物質的表面進行包裹改性的方法

無效

• 申請號: 201210341353.9
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102827496A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 黃馳;張依福;劉興海;易生平
• 申請（專利權）人: 張家港楚人新材料科技有限公司
• 主分類號: C09C3/06
• 分類號: C09C3/06;C09C3/08;C09C3/12;C09C1/36;C09C1/24;C09C1/00;C09C1/44;C09C1/62;C09C1/34
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 劉憲池

技術領域

本發明涉及一種對物質進行改性的方法，尤其涉及一種在高濃度氨水中對物質表面進行二氧化硅、硅烷包覆或改性的方法，屬于無機功能材料技術領域。

背景技術

在過去的幾十年中，材料科學不斷地朝著交叉領域的方向發展，人們的研究不再局限于以往傳統化合物，而轉向對有機、無機、高分子以及生物材料的雜化。在眾多的雜化材料中，核殼材料因其組成、大小和結構排列的不同而具有特殊的光、電、磁、熱和化學性質，近年來備受科學家的關注。

具有核殼結構的復合低維納米材料，其內部和外部分別富集不同成分，顯示出特殊的雙層或者多層結構，提供了將不同材料的優點集中到同一種體系中的可能；通過核與殼的功能復合與互補，調制出有別于核或殼本身的性能的新型功能材料，其應用和構建的必要性在各個領域越來越顯著。比如，V₂O₃和VO₂材料具有優異的光學、電學、磁學性質，從而使它們在熱敏電阻材料、光電開關材料、智能窗材料、智能控溫材料、紅外探測材料、非線性電阻材料、氣敏傳感器、抗激光材料、光存儲等領域具有廣泛的應用前景。但是這些材料有一個致命的弱點，即，若長期曝露在空氣中容易被空氣中的氧氣氧化。而如果在其表面包覆一層致密穩定的SiO₂，則能明顯提高其抗氧化性能，使其使用壽命延長。再比如在有毒物質表面包覆一層SiO₂，可以大大降低其毒性。總之，復合材料具有一些單一材料沒有的性能，大大提高一些材料的應用前景。

一些材料由于單獨使用由于存在與其他輔助材料的相容性問題，其效果受到大大得限制。而如果對這些材料進行改性，在材料的表面增加豐富的官能團，可以提高和拓展材料的本身性能及應用前景。比如TiO₂具有獨特的光催化性、優異的顏色效應以及紫外線屏蔽等功能，在光催化劑、化妝品、抗紫外線吸收劑、功能陶瓷、氣敏傳感器件等方面具有廣闊的應用前景。而如果對TiO₂的表面進行修飾，可以明顯提高其光催化性能等。

在橡膠、塑料、樹脂中添加無機填料，可以形成雜化材料，提高材料的綜合性能，但由于相容性問題，在一般情況下必須對無機填料進行表面改性，以提高填料和有機高分子材料的相容性。

對于核殼材料的制備以及對材料的表面進行改性，目前有一些報道，但是這些方法普遍比較繁瑣，過程復雜，成本高，很難找到簡易的方法；而且，這些方法一般都是只對一種或者兩種物質有效，實用范圍有限，不能同時對一列物質進行包覆與改性，大大限制了它們的應用范圍。目前，關于物質表面包覆SiO₂日益增加，但是這些方法都是在一種物質表面包覆，沒有普適性。包覆SiO₂與改性的過程基本是將被包覆與改性物，TEOS或者硅烷偶聯劑，乙醇，水等混合，然后再加入酸(如HCl)調節pH為3～5或者堿(如NaOH，氨水等)調節pH為8～9(換算為氨的濃度為0.005mmol)，從而得到產品。而此類方案最大的問題是只能適應于一種或者有限的幾種物質的制備，如果改用其它物質，則反應條件要進行很多改變。其中，如果將酸性或者堿性進一步加強，烷氧基硅烷則很容易凝膠。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種對物質的表面進行包裹改性的方法，從而克服現有技術中的不足。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

該對物質的表面進行包裹改性的方法包括如下步驟：

(1)將待包裹改性的原料物質與醇、水和氨水均勻混合形成分散液；

(2)在步驟(1)所獲分散液中加入烷氧基硅烷形成混合反應體系，并使所述混合反應體系在設定溫度條件下充分反應，從而獲得表面包覆SiO₂和/或活性基團的目標產品。

進一步的，所述原料物質包括粒徑為2nm～1cm的固體顆粒或膠體粒子。

進一步的，所述原料物質的材料可選自金屬氧化物、氫氧化物、金屬、鹽、C和SiO₂中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。