[發明專利]一種可溫控分離的具有表面活性的納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110039721.3
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112795027B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 王玥;黃亥珊;莫俏媚;韋麗珊;陳桂芬;陳麗娜
• 申請（專利權）人: 玉林師范學院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K23/52;C09K23/42
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 黎華艷;裴康明

本發明一種可溫控分離的具有表面活性的納米材料的制備方法，將多壁碳納米管羧基化、酰氯化和羥基化，然后在羥基化的碳納米管表面固載引發劑2?溴異丁酰溴，最后通過原子轉移自由基聚合反應將適當數量的聚乙二醇甲基丙烯酸酯?475接枝于碳納米管表面，制備得到的表面接枝碳納米管具有表面活性作用，可以實現疏水性離子液體1?乙基?3?甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺和水在室溫下的乳化，形成乳液，升高溫度至80℃，可以使乳液自發分為兩層，具有表面活性的納米材料位于離子液體相，只需改變溫度即可實現疏水性離子液體1?乙基?3?甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺、水的分層和乳化，此過程是可逆的，便于分離出表面接枝碳納米管，使表面接枝碳納米管可以重復利用。

技術領域

本發明涉及具有表面活性的納米材料的制備技術領域，具體涉及一種可溫控分離的具有表面活性的納米材料的制備方法。

背景技術

凡加入少量而能顯著降低液體表面張力的物質，統稱為表面活性劑。它們的表面活性是對某特定的液體而言的，在通常情況下則指水。表面活性劑一端是非極性的碳氫鏈（烴基），與水的親和力極小，常稱疏水基；另一端則是極性基團（如—OH、—COOH、—NH₂、—SO₃H等），與水有很大的親和力，故稱親水基，總稱“雙親分子”（親油親水分子）。為了達到穩定,表面活性劑溶于水時，可以采取兩種方式：一、在液面形成單分子膜。將親水基留在水中而將疏水基伸向空氣，以減小排斥。而疏水基與水分子間的斥力相當于使表面的水分子受到一個向外的推力，抵消表面水分子原來受到的向內的拉力，亦即使水的表面張力降低。這就是表面活性劑的發泡、乳化和濕潤作用的基本原理。在油-水系統中，表面活性劑分子會被吸附在油-水兩相的界面上，而將極性基團插入水中，非極性部分則進入油中，在界面定向排列。這在油-水相之間產生拉力，使油-水的界面張力降低。這一性質對表面活性劑的廣泛應用有重要的影響。二、形成“膠束”。膠束可為球形，也可是層狀結構，都盡可能地將疏水基藏于膠束內部而將親水基外露。如以球形表示極性基，以柱形表示疏水的非極性基，則單分子膜和膠束。如溶液中有不溶于水的油類，則可進入球形膠束中心和層狀膠束的夾層內而溶解。這稱為表面活性劑的增溶作用。表面活性劑可起洗滌、乳化、發泡、濕潤、浸透和分散等多種作用，且表面活性劑用量少，操作方便、無毒無腐蝕，是較理想的化學用品因此在生產上和科學研究中都有重要的應用。在濃度相同時，表面活性劑中非極性成分大，其表面活性強。即在同系物中,碳原子數多的表面活性較大。但碳鏈太長時，則因在水中溶解度太低而無實用價值。

表面活性劑是一種重要的化工產品，廣泛地應用于石油工業、化學工業、農業、紡織業及高分子工業等領域。同時，表面活性劑在使用結束后往往會隨廢水一起流入環境，對人體健康構成嚴重威脅，并且無法重復利用，浪費了資源。因此，制備易于分離的具有表面活性的納米材料不僅可以保護環境，而且能夠重復利用，節約資源。現有的表面活性劑很難進行分離，或者分離工藝復雜，處理效率低下，難以滿足實際需要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種可重復利用、易于分離的可溫控分離的具有表面活性的納米材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種可溫控分離的具有表面活性的納米材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將多壁碳納米管羧基化，得到羧基化的碳納米管；

（2）將表面羧基化的碳納米管酰氯化，得到酰氯化碳納米管；

（3）將表面酰氯化的碳納米管羥基化，得到羥基化碳納米管；

（4）將引發劑2-溴異丁酰溴固載到表面羥基化的碳納米管，得到固載引發劑的碳納米管；

（5）將聚乙二醇甲基丙烯酸酯-475單體加入到反應體系中，與表面固載引發劑的碳納米管接枝共聚反應，得到表面接枝了聚PEGMMA-475的表面接枝碳納米管，所述表面接枝碳納米管即為可溫控分離的具有表面活性的納米材料；所述表面接枝碳納米管的結構式為：。