[發(fā)明專利]一種以銀離子為催化劑的表面含有羧基顆粒的氟化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610589028.2
• 申請(qǐng)日: 2016-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN106317283B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秋禹;劉錦;范新龍;張寶亮;張和鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F212/08
• 分類號(hào): C08F212/08;C08F10/02;C08F220/06;C08F220/18;C08F8/20;C09C1/22;C09C1/28;C09C1/36;C09C1/62;C09C3/08
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種以銀離子為催化劑的表面含有羧基顆粒的氟化方法，利用銀離子作催化劑，加入氟試劑，將顆粒表面的羧基催化氟化，使得氟原子結(jié)合到顆粒表面。該方法對(duì)顆粒的種類和組成等無要求，通用性強(qiáng)，且反應(yīng)在水中進(jìn)行，條件溫和，環(huán)境友好，設(shè)備簡(jiǎn)單。所制備的表面含氟顆粒在光催化、電極材料、電池隔膜、聚合物表面改性、超疏水涂層等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種表面含有羧基顆粒的氟化方法，具體涉及一種以銀離子為催化劑的表面含有羧基顆粒的氟化方法，利用銀離子作催化劑，加入氟試劑，將顆粒表面的羧基催化氟化，使得氟原子結(jié)合到顆粒表面。

背景技術(shù)

表面含氟顆粒以其高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性及低表面能等優(yōu)良性能在光催化、電極材料、電池隔膜、聚合物表面改性、超疏水涂層等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)有的表面氟化方法包括直接氟化、電化學(xué)氟化、使用含氟酸或鹽的表面處理、含氟單體共聚等方法。

上述氟化方法中，直接氟化法主要使用高活性含氟氣體如氟氣、氟氮混合氣、二氟化氙、三氟化氮、三氟化氯和氟碳類氣體等對(duì)顆粒進(jìn)行處理以得到表面含氟顆粒，該方法雖然成本較低，但由于所用氟源均為氣體，使用極不安全，需要特殊的密閉設(shè)備，而且含氟氣體活性很高，對(duì)顆粒表面基團(tuán)的氟化不具選擇性。電化學(xué)氟化所用氟源主要包括無水氟化氫、三乙胺三氫氟酸鹽和通式為R₄NF·nHF的氟化氫合有機(jī)氟化銨等，盡管該方法可以避免使用有毒含氟氣體，裝置簡(jiǎn)單，成本低廉，但現(xiàn)階段國內(nèi)外對(duì)電化學(xué)氟化的研究尚處在實(shí)驗(yàn)室階段，未見工業(yè)化應(yīng)用報(bào)道。含氟酸或鹽的表面處理方法則是使用氫氟酸、氟代乙酸、氟代丙酸、六氟磷酸銨、六氟鋁酸銨、四氟硼酸銨、六氟硅酸鈉、六氟硅酸鉀、四氟硼酸鈉、四氟硼酸鉀、氟氫化鈉和氟氫化鉀等的水溶液對(duì)無機(jī)顆粒如二氧化鈦、磷酸鐵鋰等進(jìn)行處理，該方法的局限在于僅能對(duì)無機(jī)材料進(jìn)行表面氟化。含氟單體共聚法則是在利用聚合法制備聚合物顆粒的過程中加入含氟單體與主單體進(jìn)行共聚，含氟單體在共聚物顆粒中的空間分布難以調(diào)控，只有部分含氟單體分布在顆粒表面，大部分位于顆粒內(nèi)部的含氟單體對(duì)于表面性質(zhì)沒有貢獻(xiàn)。表面含有羧基顆粒的氟化方法，所使用的原料安全易得，制備工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，成本較低，對(duì)顆粒的種類和組成等無要求，通用性強(qiáng)，可推廣到工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種以銀離子為催化劑的表面含有羧基顆粒的氟化方法。

技術(shù)方案

一種以銀離子為催化劑的表面含有羧基顆粒的氟化方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將銀離子催化劑、氟試劑、表面含有羧基的顆粒和水按質(zhì)量比為0.1～1︰10～70︰50～200︰200～2000的比例混合，得到顆粒懸浮液；

步驟2：加熱顆粒懸浮液至30～90℃反應(yīng)2～24小時(shí)；

步驟3：采用水清洗顆粒以除去催化劑和未反應(yīng)的氟試劑，得到表面氟化的顆粒。

所述銀離子催化劑為氟化銀、硝酸銀、高氯酸銀、四氟硼酸銀或甲烷磺酸銀。

所述氟試劑為N-氟-N’-(甲基)三乙烯二胺雙(三氟甲基磺酸鹽)、N-氟-N’-(氯甲基)三乙烯二胺雙(四氟硼酸鹽)、N-氟-N’-(乙基)三乙烯二胺雙(三氟甲基磺酸鹽)、N-氟-N’-(乙基)三乙烯二胺雙(六氟磷酸鹽)、N-氟-N’-(氯甲基)三乙烯二胺雙(四氟硼酸鹽)、N-氟-N’-(2,2,2-三氟乙基)三乙烯二胺雙(三氟甲基磺酸鹽)或N-氟-N’-(2,2,2-三氟乙基)三乙烯二胺雙(六氟磷酸鹽)。

所述表面含有羧基顆粒為聚合物顆粒、氧化物顆粒或金屬顆粒。

有益效果