[发明专利]固载十六烷基三甲基磷钨酸季铵盐杂化微凝胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及到胶体化学的微胶囊或微凝胶的制造。

背景技术

杂多酸是由中心原子(如P、Si、As、Ge等)和配位原子(如Mo、V、W等)以 一定的结构通过氧原子配位桥联而成的含氧多元酸的总称。由于它独特的酸性及其 “准液相”(Pseudo liquid phase)行为，被广泛用作固体酸催化剂。在较早的 研究及工业应用中，杂多酸通常被用作均相催化剂，存在催化剂回收困难、设备腐 蚀以及环境污染严重等问题。近年来，随着研究工作的进一步深入，科研人员将杂 多酸负载于多孔固体载体上制得固载型催化剂，有效解决了上述难题，为其在催化 领域方面的应用开辟了新天地。如F.Lefebvre等利用杂多酸与活性炭之间具有很强 的亲和力，制得活性炭固载型杂多酸催化剂，并用于丙酸的酯化反应。结果表明， 固载后的催化剂具有较高的催化活性。而且，该催化剂反应后容易回收利用，大大 降低了工业成本和环境污染程度。E.R.Herrero等分别使用氧化铝和活性炭为载体， 制备担载的杂多酸催化剂，在过氧化氢体系中对杂多酸催化下柠檬烯环氧化反应机 理进行了研究。结果表明，活性炭担载的陷窝性磷钨酸具有较好的氧化效果，柠檬 烯的转化率最高可达38％，环氧化选择性为59％，催化剂活性转换数为132。毕颖丽 等利用磷钨酸的可溶性，将其负载于不同孔径的MCM-41分子筛上，然后在过氧化氢 体系中，加入有机胺作抗衡离子合成了以MCM-41为载体的过氧磷钨杂多酸季铵盐系 列催化剂。使用该系列催化剂对18醇催化氧化成18酸反应进行了研究，结果表明， 与无载体的过氧磷钨杂多酸季铵盐催化剂相比，固载后的催化剂显示了更高的活性 和选择性。

水凝胶是一类具有三维网络结构、尺寸在微、纳米量级的球型胶乳粒子。微凝 胶的大小、内部结构和所含功能基团的种类等都可以通过改变单体、交联剂类型和 制备条件进行控制。因此，作为球型微、纳米级材料的制备模板，微凝胶具有其他 模板所无法比拟的优点。如房喻小组以反相悬浮聚合法制备PAM和P(NIPAM-AA)微凝 胶，再将此微凝胶在金属盐溶液中溶胀，通入硫化氢气体，即微凝胶表面形成硫化 物。通过控制金属盐的浓度和硫化氢的通入方式和速度合成了一系列表面图案化的 硫化物有机/无机杂化微凝胶，并探讨了其影响因素及形成机理。这种杂化微凝胶 具有典型的核壳型结构特点，这一特点使这类材料具有特殊的应用。但将十六烷基 三甲基磷钨酸季铵盐沉积于微凝胶模板表面制备具有特异表面图案的杂化微凝胶 的工作还未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简便、反应时间短、反应在常温 下进行的固载十六烷基三甲基磷钨酸季铵盐杂化微凝胶的制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括下述步骤：

1、配制油相

将表面活性剂司班-80加入到盛有正庚烷的烧杯中，表面活性剂司班-80与正 庚烷的质量比为1∶100～115，混合均匀，配制成油相。

2、制备乳化液

将步骤1配制的油相装入三口烧瓶中，用搅拌器380转/分钟搅拌，以2～3mL/ 分钟的流速通入N₂，18～30℃乳化40～60分钟，制备成乳化液。

3、制备水相

将丙烯酰胺与甲基丙烯酸溶于二次蒸馏水中，加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、 过硫酸钾，二次蒸馏水与丙烯酰胺、甲基丙烯酸、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫 酸钾的质量比为1∶0.15∶0.07∶0.01∶0.02，搅拌，混合均匀，过滤，导入氮气 至氧气排完为止，制备成水相。

4、制备丙烯酰胺及甲基丙烯酸共聚微凝胶

向步骤3制备的水相通N₂两分钟，快速加入到步骤2制备的乳化液中，调整搅 拌机的搅拌速度为380转/分钟，搅拌15分钟，加入质量浓度为50mg/mL的四甲基 乙二胺，水相与乳化液、质量浓度为50mg/mL的四甲基乙二胺的质量比为1∶12∶ 0.07，反应3～4小时，倾出反应液，沉淀物用丙酮和二次蒸馏水交替洗涤3～4次， 制备成丙烯酰胺及甲基丙烯酸共聚微凝胶。

5、制备丙烯酰胺及甲基丙烯酸共聚多孔微凝胶