一种中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107140653A(43)申请公布日2017.09.08(21)申请号201710423647.9(22)申请日2017.06.07(71)申请人山东交通学院地址250023山东省济南市天桥区交校路5号(72)发明人唐新德杨月青沈春丽董福营潘义川韩念凤徐静庞来学周德杰(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人王绪银(51)Int.Cl.C01B33/18(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法(57)摘要本发明公开了一种中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法，是室温下将聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-聚N-异丙基丙烯酰胺嵌段共聚物溶于去离子水中，搅拌下升温至45～55℃并保持恒温，调节溶液pH值为4；将原硅酸乙酯缓慢滴加到上述溶液中，滴加完毕后继续恒温反应12～24小时；采用离心法对反应液进行固液分离，对残留固体进行灼烧，得到中空介孔二氧化硅纳米球。本发明方法制得的中空介孔二氧化硅纳米球尺寸均匀，具有空心核和介孔壳层结构，平均粒径为100nm左右，壳层厚度为20～40nm。本发明方法可通过改变反应温度、时间和投料比实现对中空纳米球尺寸及壳层厚度进行调控，应用前景广阔。CN107140653ACN107140653A权利要求书1/1页1.一种中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法，步骤是：(1)室温下将聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-聚N-异丙基丙烯酰胺(PEO-PDMAEMA-PNIPAM)嵌段共聚物溶于去离子水中，配制成质量百分比浓度为0.1％～0.5％的水溶液，搅拌下升温至45～55℃并保持恒温，调节溶液pH值为4；(2)将原硅酸乙酯缓慢滴加到上述溶液中，使聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-聚N-异丙基丙烯酰胺嵌段共聚物与原硅酸乙酯的重量比为1∶10～20，滴加完毕后继续恒温反应12～24小时；(3)采用离心法对反应液进行固液分离，对残留固体实施550±20℃温度下灼烧5～10h，得到的产物即为中空介孔二氧化硅纳米球。2.如权利要求1所述中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，所述的聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-聚N-异丙基丙烯酰胺嵌段共聚物由以下步骤制得：(1)在体积比为N,N-二甲基甲酰胺∶去离子水＝1～5:1的N,N-二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶液中，以溴化亚铜为催化剂，以三(2-二甲氨基乙基)胺(Me6TREN)为催化剂配体，以活性溴封端的甲氧基聚乙二醇为大分子引发剂，引发甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯单体的原子转移自由基聚合，其中按摩尔比计，大分子引发剂∶催化剂∶催化剂配体∶甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯＝1:1:2:50～150，所述甲氧基聚乙二醇的分子量为2000～5000g/mol，所述原子转移自由基聚合在无氧条件下和65～90℃下进行，反应时间为5～10小时；然后采用石油醚或正己烷提取聚合物，经离心分离后真空干燥至恒重，即制得活性溴封端的聚合物；(2)在体积比为N,N-二甲基甲酰胺∶去离子水＝1～5:1的N,N-二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶液中，以溴化亚铜为催化剂，以三(2-二甲氨基乙基)胺(Me6TREN)为催化剂配体，以步骤(1)得到的活性溴封端的聚合物为大分子引发剂，引发N-异丙基丙烯酰胺单体的原子转移自由基聚合，其中按摩尔比计，大分子引发剂∶催化剂∶催化剂配体∶N-异丙基丙烯酰胺＝1:1:2:100～300；所述原子转移自由基聚合在无氧条件下和室温下进行，反应时间为5～10小时；然后采用石油醚或正己烷提取聚合物，经离心分离后真空干燥至恒重，即制得聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-聚N-异丙基丙烯酰胺嵌段共聚物。3.如权利要求1所述中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-聚N-异丙基丙烯酰胺的分子量为20000～50000g/mol，分子量分布指数(PDI)为1.12～1.31。4.如权利要求1所述中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-聚N-异丙基丙烯酰胺嵌段共聚物的质量百分比浓度为0.25％～0.4％。5.如权利要求1所述中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-聚N-异丙基丙烯酰胺嵌段共聚物与原硅酸乙酯的重量比为1∶12～16。6.如权利要求1所述中空介孔二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述灼烧温度为550℃，灼烧时间为5h。