[發明專利]一種多孔聚合物空心微囊及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210549671.4
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103087243A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 譚必恩;楊欣嘉;李步怡;王繼斌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F212/36;C08F2/44;C08K9/06;C08K3/36;C08J9/26;C08J3/24;B01J13/14;A61K47/32
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏惠忠

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，涉及多孔聚合物空心微囊及其制備方法和應用。

背景技術

多孔聚合物材料可以廣泛應用作催化劑載體、藥物釋放載體、儲氣材料和離子吸附劑。目前為止，納米顆粒或納米球是唯一報道的多孔有機聚合物的微觀形態。在多種不同的顆粒幾何形態中，空心微囊受到了很大的關注。這是由于其可以對于特定結構化學物質進行控制釋放或者作為隔離金屬納米顆粒催化劑免受熟化或中毒的高反應活性的納米反應器。在此觀點下，多孔聚合物空心微囊的制備可能提供一種同時具有空心和多孔性能的納米囊泡的實例。多孔聚合物空心微囊即可以用于儲存物質，又可以通過特定的設計作為在反應過程中負載或釋放物質的系統。相較于其它的無機微囊，多孔聚合物空心微囊對酸堿有更好得穩定性，并且對有機物質有更好得相容性，因此，多孔聚合物空心微囊在藥物釋放載體、納米反應器和污水處理中有明顯的優勢。

發明內容

本發明的任務是提供一種多孔聚合物空心微囊，本發明還提供了這種多孔聚合物空心微囊的制備方法及應用。

實現本發明的技術方案是：

本發明提供的多孔聚合物空心微囊是按以下方法制備得到的產物：

步驟一：將納米二氧化硅顆粒加入無水乙醇中，超聲分散，并加入氨水，納米二氧化硅分散于無水乙醇后的濃度為0.08～0.16gmL^-1，氨水與無水乙醇的體積比為1∶5～1∶20，然后加入硅烷偶聯劑3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷得到混合液，攪拌12～36小時進行納米二氧化硅顆粒表面改性，硅烷偶聯劑與納米二氧化硅顆粒的用量比為2∶100～10∶100，將混合液離心，倒掉上層清液，使用無水乙醇或甲醇洗滌3～5次，得到表面改性的納米二氧化硅顆粒；

步驟二：將表面改性的納米二氧化硅顆粒超聲分散于無水乙醇，納米二氧化硅分散于無水乙醇后的濃度為0.08～0.16g?mL^-1，隨后加入十二烷基苯磺酸鈉、碳酸氫鈉和水，無水乙醇與水的體積比例為1∶0.8～1∶1.4，碳酸氫鈉的濃度為2～2.8g?L^-1，十二烷基苯磺酸鈉的濃度為0.28～0.36g?L^-1，超聲攪拌30～90分鐘，再加入單體苯乙烯和共聚單體二乙烯基苯得到混合液，在40～60℃下攪拌30～90分鐘，單體苯乙烯與共聚單體二乙烯基苯的用量比為100∶20～100∶0.1，升溫至70～90℃，加入引發劑攪拌1～5小時，引發劑可以是過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨，引發劑與苯乙烯的用量比為0.5∶100～5∶100，將混合液離心，倒掉上層清液，使用無水乙醇或甲醇洗滌1～2次，干燥得到聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆納米二氧化硅的核殼顆粒；

步驟三：常溫下，將聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆納米二氧化硅的核殼顆粒、交聯劑和有機溶劑攪拌1～5小時，交聯劑可以是氯甲基甲醚或二甲氧基甲烷，有機溶劑可以是1，2-二氯乙烷或硝基苯，聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆納米二氧化硅的核殼顆粒溶于有機溶劑后的濃度為0.1～30mol?L^-1，交聯劑與芳香族化合物的摩爾比為0.1∶1～20∶1，磁力攪拌0.1～2小時，然后加入作為催化劑的路易斯酸，路易斯酸可以是無水SnCl₄、無水FeCl₃或無水AlCl₃，催化劑路易斯酸與交聯劑的摩爾比為0.1∶1～10∶1，保持磁力攪拌，升溫至30℃～60℃，在該溫度下反應2～12小時后再升溫至70℃～120℃，在該溫度下反應10～72小時，獲得極粘稠固液混合物，過濾該極粘稠固液混合物，獲得褐色固體，用乙醚、甲醇洗滌該固體1～5次除去殘留交聯劑、溶劑和催化劑，再用甲醇抽提12～36小時以除去剩余的催化劑路易斯酸，使用氫氟酸除去納米二氧化硅顆粒，干燥得到黃褐色或紫色的多孔聚合物空心微囊。

本發明提供的多孔聚合物空心微囊的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)將納米二氧化硅顆粒加入無水乙醇中，超聲分散，并加入氨水，納米二氧化硅分散于無水乙醇后的濃度為0.08～0.16gmL^-1，氨水與無水乙醇的體積比為1∶5～1∶20，然后加入硅烷偶聯劑3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷得到混合液，攪拌12～36小時進行納米二氧化硅顆粒表面改性，硅烷偶聯劑與納米二氧化硅顆粒的用量比為2∶100～10∶100，將混合液離心，倒掉上層清液，使用無水乙醇或甲醇洗滌3～5次，得到表面改性的納米二氧化硅顆粒；