[發明專利]一種Pickering乳滴為模板制備核殼型無機/無機復合材料的方法有效

申請號：	201611144875.4	申請日：	2016-12-13
公開（公告）號：	CN106745235B	公開（公告）日：	2018-03-02
發明（設計）人：	常鷹;王輝虎;董仕節;柯凱;諶援;何瑤;石棟	申請（專利權）人：	湖北工業大學
主分類號：	C01G25/02	分類號：	C01G25/02
代理公司：	武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222	代理人：	汪俊鋒
地址：	430068 湖北***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 pickering 模板制備核殼型無機復合材料方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于無機材料技術領域，具體涉及一種Pickering乳滴為模板制備核殼型無機/無機復合材料的方法。

背景技術

科學界一直致力于制備具有良好形貌的功能材料的研究。納米反應器就是其一，它能夠同時具有中空和多孔結構，能夠通過提供有效反應路徑吸收/釋放反應物，而被用作存儲空間或者反應場所。對于在這一限域空間內部反應的特殊興趣，不斷引導研究者們進行了很多有意義的實驗。空心納米結構的納米反應器，主要包括核/殼結構以及膠囊結構等，在催化、生物醫藥、氣體存儲以及吸附分離等領域都可以最大地發揮納米活性組分的作用。例如，人們為了改變某些無機粉末的物理性質,在無機粉末外包裹了一層有機物,對其進行表面改性。粒子表面包裹一層其他材料可以改變其表面化學性質、熱力學性質、光學和電學性能、催化性能以及磁性質等。這種核殼復合微球因其能夠同時利用其核層和殼層的優點而成為一種具有廣泛應用前景的新型復合材料。近年來，以Pickering乳滴為模板制備核殼結構有機-無機復合材料成為研究的熱點。其特點在于以無機超細粉體代替傳統小分子乳化劑來穩定乳液,Wang等、Zhao等利用Pickering乳液聚合制備了納米二氧化鈦/聚苯乙烯復合材料。相比之下，利用Pickering乳滴為模板制備核殼結構無機-無機復合材料則較為少見。

本發明旨在利用商購或自制的納米氧化物粉體穩定Pickering乳液從而一步制備球形氧化物納米粉體核殼結構。這在制備無機/無機納米顆粒復合物領域具有非常重要的意義。所得的產品可很大程度的表現出其表面化合物的性質，可廣泛應用于填料、涂料、光催化等領域。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種Pickering乳滴為模板制備核殼型無機/無機復合材料的方法。

本發明方法拓展現有的復合材料制備技術，以Pickering乳滴為模板制備無機-無機復合材料。

首先購買或自制納米粉末顆粒(包括納米管、納米帶、納米線)，用上述粉末顆粒作為顆粒穩定劑制備油包水型的pickering乳液。其中的水相為金屬硝酸鹽(或溶于水的其它類金屬鹽，如硫酸鹽、氯化鹽等)和尿素(或草酸二甲酯等隨溫度升高水解產生OH^-的其它類沉淀劑)的混合溶液。將該pickering乳液水熱(或水浴)加熱，尿素(或草酸二甲酯等隨溫度升高水解產生OH^-的其它類沉淀劑)會水解從而在水核中與硝酸鹽(或溶于水的其它類金屬鹽，如硫酸鹽、氯化鹽等)反應產生球狀沉淀，該沉淀鍛燒后會形成氧化物實心核。該實心核與外面包裹的作為顆粒穩定劑存在的購買或自制納米粉末顆粒(包括納米管、納米帶、納米線)形成一種核殼結構，從而獲得球形核殼型無機/無機復合材料。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種Pickering乳滴為模板制備核殼型無機/無機復合材料的方法，包括如下步驟：

(1)將可溶于水的金屬鹽用去離子水溶解，按金屬離子濃度為0.01～10mol/L配制成溶液；

(2)選擇尿素或草酸二甲酯為與金屬鹽反應的沉淀劑，將沉淀劑用去離水溶解，配制成0.3～20mol/L的溶液；

(3)將(1)所述的溶液與(2)所述的溶液按等體積比混合制得水相母液；

(4)往(3)得到的水相母液中加入無機納米材料，混合、攪拌形成懸濁液；

(5)取表面活性劑溶于液體石蠟中，攪拌，形成均勻的混合液；

(6)將(4)所述的懸濁液加入(5)所述的混合液中，乳化，形成Pickering乳液；

(7)將(6)所述的乳液置于油浴鍋中，油浴反應溫度為60～150℃，反應時間為3～20h，得到沉淀物；

(8)將(7)所述的沉淀物經蒸餾、干燥、煅燒得到球形金屬氧化物為核心，無機納米材料為殼層的核殼型無機/無機復合材料。

步驟(1)中，所述的金屬鹽為鈦鹽、鋯鹽、鎂鹽等。

步驟(4)中，所述的納米材料為納米管、納米帶或納米線中的一種或幾種。