[發明專利]一種酞菁氧鈦納米分散體的制備方法

有效

• 申請號: 201210387925.7
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102876321A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 陳建峰;謝妙玲;樂園
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種酞菁氧鈦納米分散體的制備方法，屬于納米分散體技術領域。

背景技術

酞菁氧鈦作為有機光導材料中的載流子產生材料，具有低毒、熱穩定性好、在近紅外區具有很強的吸收、載流子產生效率高等優良性能，因此受到了人們的青睞。酞菁氧鈦具有多種不同的晶型，包括α型、β型、γ型、m型、非晶態、Y型、A型和B型等。分子堆積方式的不同，導致酞菁氧鈦晶體結構有著很大的差別，而不同晶型的酞菁氧鈦具有不同的光電導性能。許多研究表明Y型酞菁氧鈦表現出最佳的光電導性能。同時，人們發現材料的光電導性能受到材料表面和界面狀態的影響很大。對酞菁氧鈦進行納米化，增大表面積使其與其它分子之間形成廣大的界面，光生載流子的界面傳輸數量和速率也因此大大增加，這是提高有其光導性能的有效手段。

目前現有的納米級Y型酞菁氧鈦的制備方法中，一般是將酞菁氧鈦的強酸（如濃硫酸）溶液，滴加到含有表面活性劑的去離子水中重結晶沉淀析出，然后通過晶型調節劑，轉晶成Y型，并結合球磨技術，得到一定粒度范圍的納米顆粒，如專利CN?1342729A、CN?1594330A、CN1594329A、CN1150261、US5512674A等。上述制備過程中，所使用的強酸往往具有很強腐蝕性或毒性，因此對于反應設備具有很高的要求，設備成本往往很高。球磨過程不僅能耗大，而且球磨時間過長，往往會使部分Y晶型酞菁氧鈦向其他光敏性較差的晶型轉變，相反球磨時間過短，得到的顆粒粒徑較大，涂布液分散性不佳。因此發明一種不使用強酸及球磨技術的納米級Y晶型酞菁氧鈦的制備方法，是具有重要理論意義和應用價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種酞菁氧鈦納米分散體的制備方法，尤其是Y型酞菁氧鈦納米分散體，該方法避免了傳統工藝中所使用的強酸及球磨技術，制備過程簡單、能耗低。

本發明先將酞菁氧鈦粗品與路易斯酸溶解在有機溶劑中，通過晶型調節，將酞菁氧鈦轉型為Y型，經過轉相、減壓旋蒸的方式得到Y型酞菁氧鈦的溶膠，在得到的溶膠中加入樹脂，通過超聲分散，得到穩定的Y型酞菁氧鈦納米分散體。

本發明的酞菁氧鈦納米分散體的制備方法，其特征在于，酞菁氧鈦為Y型，包括以下過程：

（1）將酞菁氧鈦粗品與路易斯酸以摩爾比1：1～1：10加入到與水不互溶的有機溶劑A中，密封并加熱攪拌溶解，配成濃度為1~20g/l的酞菁氧鈦溶液；

（2）將表面活性劑溶于與水互溶的有機溶劑B的水溶液中，其中水與有機溶劑B的體積比為1：1～20：1，配成濃度為0.05～10g/l的表面活性劑溶液；

（3）將（1）步驟的酞菁氧鈦溶液以5μl/s～100μl/s速度加入20℃～30℃的（2）步驟的表面活性劑溶液中，充分混合形成酞菁氧鈦的懸浮液；

（4）在（3）步驟的懸浮液中加入（1）步驟中所使用的與水不互溶的有機溶劑A，其中溶劑A與懸浮液的體積比為1：4～1：15，充分混合，靜置，待酞菁氧鈦完全進入有機相后，進行分液，取有機相，得到酞菁氧鈦的溶膠；

（5）在（4）步驟的酞菁氧鈦的溶膠中加入去離子水，其中溶膠與去離子水的體積比為1：20～5：1，在溫度為20℃～80℃下，攪拌2～24h，靜置，待酞菁氧鈦完全進入有機相后，進行分液，取有機相，然后分別采用去離子水、乙醇多次離心洗滌，得到Y型酞菁氧鈦的固體沉淀；

（6）將（5）步驟的固體沉淀分散在分散介質與乙醇的混合溶液中，通過減壓蒸餾除去其中的去離子水及乙醇，最后加入樹脂，溶解，得到穩定的Y型酞菁氧鈦納米分散體。

上述（1）步驟中所述的路易斯酸為三氯化鐵、三氯化鋁、三氯化鎵、三氯化銻、五氯化銻、五氯化鈮、三氟化硼、五氟化銻、鑭系元素的三氟甲磺酸鹽其中的一種或幾種的混合物。

上述（1）步驟中所述的與水不互溶的有機溶劑A為二氯甲烷、二氯乙烷、鄰二氯苯、氯苯、苯、甲苯、正辛烷其中的一種或幾種的混合物。

上述（2）步驟中所述的表面活性劑所起的作用為防止粒子增大，為非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、高分子表面活性劑中的一種或幾種的混合物，優選非離子表面活性劑。

上述（2）步驟中所述的有機溶劑B為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、乙酸中的一種或幾種的混合物。

上述（3）步驟中所述的酞菁氧鈦溶液與表面活性劑溶液的體積比1：1～1：40。

上述（6）步驟中所述的分散介質為環己酮、正戊醇、乙酸丁脂中的一種或幾種的混合物。