[發明專利]制備芯殼雜化材料的方法

在審

• 申請號: 201880010738.2
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN110312682A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: T-H·特朗-蒂;C·泰龍;W·巴莫格;T-H·阮
• 申請（專利權）人: 法國原子能及替代能源委員會;國家科學研究中心
• 主分類號: C01B33/16
• 分類號: C01B33/16;C01B32/372;C02F1/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 孟凡宏;袁森

1.制備芯-殼雜化材料的方法，該芯-殼雜化材料由被介孔溶膠-凝膠二氧化硅材料的殼包圍的活性碳芯組成，所述方法包括在活性炭顆粒周圍形成介孔溶膠-凝膠二氧化硅殼。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述介孔溶膠-凝膠二氧化硅殼由至少一種有機硅前體形成，該有機硅前體選自四甲氧基硅烷(TMOS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、苯基三甲氧基硅烷(PhTMOS)、苯基三乙氧基硅烷(PhTEOS)、(2-苯乙基)三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、(3-縮水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷(GPTMOS)、(3-縮水甘油基氧基丙基)三乙氧基硅烷(GPTES)、N-(2-氨基乙基)-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙胺(NH₂-TMOS)、N(三甲氧基甲硅烷基丙基)乙二胺三乙酸酯、乙酰氧基乙基三甲氧基硅烷(AETMS)、脲基丙基三乙氧基硅烷(UPTS)、3-(4-脲氨基)丙基三乙氧基硅烷(SCPTS)及它們的混合物。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述有機硅前體是四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述有機硅前體是四甲氧基硅烷與官能化有機硅前體的混合物，優選地，該官能化有機硅前體選自苯基三甲氧基硅烷(PhTMOS)、苯基三乙氧基硅烷(PhTEOS)、(2-苯乙基)三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、(3-縮水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷(GPTMOS)、(3-縮水甘油基氧基丙基)三乙氧基硅烷(GPTES)、N-(2-氨基乙基)-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙胺(NH₂-TMOS)、N(三甲氧基甲硅烷基丙基)乙二胺三乙酸酯、乙酰氧基乙基三甲氧基硅烷(AETMS)、脲基丙基三乙氧基硅烷(UPTS)、3-(4-脲氨基)丙基三乙氧基硅烷(SCPTS)及它們的混合物。

5.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述在活性炭顆粒周圍形成介孔溶膠-凝膠二氧化硅殼包括：

a)從至少一種有機硅前體開始，在堿性水溶液中的活性炭周圍形成溶膠-凝膠納米顆粒殼，所述水溶液含有氨水(NH₄OH)和表面活性劑，

b)回收步驟a)中制備的所述被溶膠-凝膠材料殼包圍的活性炭，

c)從所述被溶膠-凝膠材料殼包圍的活性炭中除去任何表面活性劑殘留物，以便釋放步驟a)中形成的溶膠-凝膠材料的孔，

并且其特征在于，在步驟a)中，首先提供含有氨水、表面活性劑和活性炭的堿性水溶液，然后添加至少一種有機硅前體，該前體溶解在有機溶劑中。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述有機溶劑選自C₁-C₄直鏈脂族醇。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述有機溶劑是乙醇。

8.如權利要求5-7中任一項所述的方法，其特征在于，所述活性碳為粉末形式。

9.如權利要求5-8中任一項所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑是離子表面活性劑。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑是十六烷基三甲基溴化銨。

11.如權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，所述形成溶膠-凝膠二氧化硅納米顆粒殼的步驟包括在含有機溶劑的水溶液中制備至少一種有機硅前體的混合物的溶膠，然后用該溶膠涂覆活性炭。

12.如權利要求11中任一項所述的方法，其特征在于，所述活性炭為毫米尺寸的棒的形式，并且所述活性炭的涂覆通過將所述棒浸入所述溶膠中，然后將它們從所述溶膠中去除，或通過篩子將所述溶膠倒在所述棒上來進行。