[發(fā)明專利]一種離子液體功能化雪人形各向異性復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610004965.7
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105536639B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟慶博;馮天陽;楊鵬;梁福鑫;楊振忠;宋溪明
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧大學(xué)
• 主分類號: B01F17/00
• 分類號: B01F17/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

本發(fā)明涉及一種離子液體功能化雪人形各向異性復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明先制備Janus雪人形復(fù)合顆粒，然后以離子液體進(jìn)行修飾，制備咪唑啉基修飾的Janus雪人形復(fù)合顆粒，隨后添加氯丁烷得到Cl^?基離子液體功能化Janus雪人形復(fù)合顆粒，通過與多種無機鹽如KPF₆、硅鎢酸或磷鉬酸等進(jìn)行陰離子交換以制備PF₆^?基/硅鎢酸基/磷鉬酸基離子液體功能化Janus雪人形復(fù)合顆粒。這種材料不僅形貌分區(qū)，表面化學(xué)性質(zhì)也分區(qū)，聚苯乙烯一側(cè)親油，二氧化硅一側(cè)可調(diào)，當(dāng)二氧化硅一側(cè)使用親水陰離子時具有一般Janus材料在穩(wěn)定Pickering乳液時的特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體的涉及一種可穩(wěn)定Pickering乳液的離子液體功能化雪人形各向異性復(fù)合材料。

背景技術(shù)

Pickering乳液指的是由細(xì)小顆粒所穩(wěn)定的乳液。傳統(tǒng)的Pickering顆粒通常是采用三相接觸角為90度的材料，即極端親水或極端疏水的材料均不適于用來制備Pickering乳液。1991年法國物理學(xué)家P.G.de Gennes首次用Janus一詞表述無機物顆粒的表面同時具有的不同化學(xué)性質(zhì)以來，表面具有雙重性質(zhì)的微觀顆粒的研究成為具有特殊微結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域的研究熱點。這種正反表面具有不同性質(zhì)(如：親水/疏水)的Janus片狀材料將會為解決納米材料的功能化和分散性這一微納米材料應(yīng)用瓶頸提供有效途徑，更重要的是將使相應(yīng)材料具備新的性質(zhì)，對促進(jìn)新材料的發(fā)展起重要作用。而上世紀(jì)九十年代，人們開始研究表面同時具有雙重性質(zhì)(親水/疏水)的微米或納米顆粒(Janus)在Pickering乳液中應(yīng)用的可行性。結(jié)果表明：與Pickering顆粒相比，Janus顆粒在油水界面能更好地降低表面張力。所以不斷開發(fā)新型的Janus復(fù)合材料顆粒是本領(lǐng)域的重要課題。

離子液體是指室溫下完全由離子組成并且呈液態(tài)狀的物質(zhì)，具有低揮發(fā)性、溶解性好、綠色環(huán)保、電化學(xué)窗口寬等特點。而作為離子液體功能基團修飾的材料，可以發(fā)揮其可以通過簡單離子交換調(diào)節(jié)其性能的特點。利用離子液體功能基團可交換的陰離子種類繁多，除了調(diào)節(jié)表面潤濕性外還可以根據(jù)最終應(yīng)用賦予其絡(luò)合能力、催化能力、磁性等多種特性，因此由這種材料所穩(wěn)定的乳液具備更加廣泛的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種離子液體修飾的功能化雪人形各向異性復(fù)合材料。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種離子液體功能化雪人形各向異性復(fù)合材料，制備方法包括如下步驟：

1)Janus雪人形復(fù)合顆粒的制備：取聚苯乙烯中空球分散在水中，調(diào)節(jié)溶液的pH＝7.5-8.5，在60-80℃下攪拌形成種子乳液；將3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、過硫酸鉀水溶液和十二烷基苯磺酸鈉超聲分散在水中，形成單體乳液；將單體乳液在30分鐘內(nèi)緩慢滴加進(jìn)種子乳液中，于60-80℃下反應(yīng)12-24h，離心取沉淀，洗滌，干燥得Janus雪人形復(fù)合顆粒。

2)咪唑啉基修飾的Janus雪人形復(fù)合顆粒的制備：取Janus雪人形復(fù)合顆粒超聲分散在乙醇中，調(diào)節(jié)溶液的pH＝9-11，加入咪唑啉基三乙氧基硅烷，75-85℃下回流反應(yīng)70-75h，離心取沉淀，洗滌，干燥得咪唑啉基修飾的Janus雪人形復(fù)合顆粒。

上述的一種離子液體功能化雪人形各向異性復(fù)合材料，包括如下步驟：制備Cl^-基離子液體功能化Janus雪人形復(fù)合顆粒：取咪唑啉基修飾的Janus雪人形復(fù)合顆粒，超聲分散在乙醇中，加入氯丁烷，在75-85℃下回流反應(yīng)70-72h，離心取沉淀，洗滌，干燥得Cl^-基離子液體功能化Janus雪人形復(fù)合顆粒。

上述的一種離子液體功能化雪人形各向異性復(fù)合材料，包括如下步驟：取Cl^-基離子液體功能化Janus雪人形復(fù)合顆粒，超聲分散在水中，加無機鹽，室溫攪拌1-2h，離心取沉淀，干燥制得相應(yīng)陰離子的離子液體功能化Janus雪人形復(fù)合顆粒。