[发明专利]温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂的制备方法。

背景技术

近年来，具有不对称双面结构的Janus粒子，因其特殊结构（机械性能、物理性能、光学性能以及表面性能如表面亲疏水性、表面电荷性、表面荧光性等不对称、不均匀分布）在分子识别、自组装、光电生物传感器、界面修饰、电子纸、各向异性成像探针、太阳能转化和表面活性剂等方面展示出了诱人的应用前景。

皮克林（pickering）乳液模板法制备Janus粒子是通过固体粒子稳定乳液形成油/水界面，对其中的一相(油相或水相)进行处理(修饰、负载或界面核生长)，获得非对称的Janus粒子。皮克林乳液模板法的优势在于对人体的毒害作用远小于表面活性剂，乳液稳定性好，并可以可操控的改变条件进行破乳，释放出颗粒乳化剂。目前用来形成皮克林乳液的固体颗粒乳化剂主要分为无机纳米粒子(如纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁等)、有机高分子聚合物(如聚苯乙烯、敏感性高分子微凝胶等)以及有机-无机杂化复合材料。微凝胶作为颗粒乳化剂可以很好的稳定乳液，同时通过改变外界环境条件可以灵活控制乳液稳定性，其稳定的乳液可以作为合成各种结构材料的模板材料。例如Daisuke Suzuki等(Journal of the American Chemical Society，2007，129，8088-8089)通过皮克林乳液模板法对N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物进行部分氨基修饰，获得表面一部分是氨基，另一部分保持原有羧基的Janus微凝胶。

纳米金属具有独特性能而备受人们关注，但由于纳米金属粒子具有高的表面能，金属纳米粒子在合成和应用过程中极易发生聚集，从而降低了实际利用率。以具有敏感性能的高分子微凝胶作为负载金属纳米粒子的载体，通过环境条件的变化，可以改变微凝胶的体积及链段的亲疏水性，为实现催化反应活性的可调控性提供了可能，然而对称性全负载纳米金属于基质上，会大大限制原本基质特有的性质。Melanie Bradley等(Journal of Colloid and Interface Science，2011，355，321-327)通过皮克林乳液模板法对N-异丙基丙烯胺酰胺和N(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺的共聚物微凝胶进行非对称性负载纳米金粒子，将预先合成好纳米金颗粒加入到石蜡/水皮克林乳液中，通过微凝胶表面的氨基对预先合成的纳米金具有强的吸附作用，可以将纳米金吸附到微凝胶分布于水相的部分，从而获得非对称性负载纳米金复合材料，既解决纳米金属的团聚问题，引入纳米金属的独特性能，而且能很好的保持基质原有的性能，但该方法合成步骤较多，相对繁琐不易控制。

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单，既引入了纳米银的催化、光学等独特性质又保持了微凝胶的温度敏感性能的温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂的制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型微凝胶

在氮气保护下，将N-异丙基丙烯酰胺与苯乙烯溶于二次蒸馏水中，搅拌，加热至70℃，加入质量-体积浓度为16g/L的过硫酸钾水溶液，N-异丙基丙烯酰胺与苯乙烯、二次蒸馏水、过硫酸钾的质量比为1:9:450:0.8，恒温反应8小时，制备成N-异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液。

将甲基丙烯酸、质量分数为16%的N-异丙基丙烯酰胺水溶液、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.95mol/L的过硫酸铵水溶液加入质量分数为8%的NaOH水溶液中，混合均匀，甲基丙烯酸与N-异丙基丙烯酰胺、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、NaOH的质量比为1:4:0.3:0.47:0.37，所得混合液转入N-异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液中，混合液中N-异丙基丙烯酰胺的质量与制备N-异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液所用N-异丙基丙烯酰胺的质量比为4.8:1，70℃继续恒温反应4小时，制备成聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚（N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸）核-壳型复合微凝胶。

2、制备温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂