[發(fā)明專利]一種pH/溫度敏感型復(fù)合微球及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710579249.6
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107456996B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐祖順;廖光福;李慶;趙文哲;龐秋虎;喻春函
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C02F1/00;C02F101/30
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

本發(fā)明提供了一種pH/溫度敏感型復(fù)合微球，所述復(fù)合微球由苯乙烯、氮異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸這三種單體聚合而成的聚合物微球，然后在該聚合物微球表面吸附納米銀。進(jìn)一步的，本發(fā)明提供了上述納米復(fù)合微球的制備方法，首先使用無皂乳液聚合制備聚(苯乙烯?氮異丙基丙烯酰胺?甲基丙烯酸)微球，然后以此為基材，在其表面負(fù)載納米銀，制備聚(苯乙烯?氮異丙基丙烯酰胺?甲基丙烯酸)/銀納米復(fù)合微球。本發(fā)明制備的納米復(fù)合微球不僅具有很好的溫度響應(yīng)和pH響應(yīng)性能，而且還具有很好的催化降解亞甲基藍(lán)的性能，在污水處理方面具有很高的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種pH/溫度敏感型復(fù)合微球及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，納米結(jié)構(gòu)材料因其獨特的化學(xué)、物理、生物特性而引起人們的廣泛關(guān)注。特別是金屬納米粒子及其金屬氧化物，如Ag、Au、Cu、TiO₂、ZnO等。這些納米結(jié)構(gòu)材料在催化劑領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的使用。銀納米粒子作為一種催化效率非常高的催化材料，在污水處理、光催化降解和光催化制氫等方面都有非常重要的應(yīng)用。然而，單一的納米銀作為催化材料具有易被氧化、易團(tuán)聚和高成本等一系列缺點。為了解決這些問題，很多方法已經(jīng)被嘗試，其中最重要的方法就是摻Ag至各種基材表面。一般制備這類的Ag納米復(fù)合材料需要兩步，首先，基材被激活，然后，納米Ag載到基材表面。在制備過程中需要加入很多的表面活性劑，穩(wěn)定劑及其還原劑，這些試劑一般都會污染環(huán)境，因此選用一種環(huán)境友好的方法尤為重要。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在制備Ag納米復(fù)合材料的時候是一種很好的還原劑和穩(wěn)定劑，減少了很多有毒試劑的加入，是一種環(huán)境友好的方法。本發(fā)明使用的聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球的好處，主要是可以提供復(fù)合微球pH和溫度敏感性能，通過調(diào)節(jié)溫度和pH值；來直接調(diào)節(jié)催化性能，具有很好的應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種pH/溫度敏感型復(fù)合微球及其制備方法和應(yīng)用，該制備方法簡單、溫和且環(huán)保，在反應(yīng)體系中沒有加入任何的有毒試劑。

本發(fā)明第一方面提供了一種pH/溫度敏感型復(fù)合微球的制備方法，步驟包括：

S1、聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球的制備：將苯乙烯、氮異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、引發(fā)劑于78-85℃下反應(yīng)6-10h，離心、洗滌、干燥得聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球；

S2、聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/銀納米復(fù)合微球的制備：將去離子水、聚乙烯吡咯烷酮和步驟S1制備的聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺- 甲基丙烯酸)微球混合得混合液，將銀氨溶液加入混合液中，15～35℃下充分?jǐn)嚢枋广y氨離子吸附到聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球表面，升溫至68-72℃，氮氣氛圍下反應(yīng)7-12h，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/銀納米復(fù)合微球。

本發(fā)明第二方面提供了一種pH/溫度敏感型復(fù)合微球，所述納米復(fù)合微球由苯乙烯、氮異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸這三種單體聚合而成的聚合物微球然后在該聚合物微球表面吸附納米銀。

本發(fā)明第三方面提供了上述pH/溫度敏感型復(fù)合微球在污水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的制備方法簡單、溫和且環(huán)保，在反應(yīng)體系中沒有加入任何的有毒試劑。本發(fā)明制備的材料不僅具有很好的溫度響應(yīng)和pH響應(yīng)性能，而且還具有很好的催化降解亞甲基藍(lán)的性能，可以通過調(diào)節(jié)pH值和溫度來調(diào)節(jié)催化性能，在污水處理方面具有很高的應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球和聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/銀納米復(fù)合微球的場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)圖片；

圖2為聚(苯乙烯-氮異丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/銀納米復(fù)合微球隨著溫度的變化而變化的曲線；