[发明专利]一种pH/温度敏感型复合微球及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种pH/温度敏感型复合微球，所述复合微球由苯乙烯、氮异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸这三种单体聚合而成的聚合物微球，然后在该聚合物微球表面吸附纳米银。进一步的，本发明提供了上述纳米复合微球的制备方法，首先使用无皂乳液聚合制备聚(苯乙烯‑氮异丙基丙烯酰胺‑甲基丙烯酸)微球，然后以此为基材，在其表面负载纳米银，制备聚(苯乙烯‑氮异丙基丙烯酰胺‑甲基丙烯酸)/银纳米复合微球。本发明制备的纳米复合微球不仅具有很好的温度响应和pH响应性能，而且还具有很好的催化降解亚甲基蓝的性能，在污水处理方面具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种pH/温度敏感型复合微球及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，纳米结构材料因其独特的化学、物理、生物特性而引起人们的广泛关注。特别是金属纳米粒子及其金属氧化物，如Ag、Au、Cu、TiO₂、ZnO等。这些纳米结构材料在催化剂领域已经得到了广泛的使用。银纳米粒子作为一种催化效率非常高的催化材料，在污水处理、光催化降解和光催化制氢等方面都有非常重要的应用。然而，单一的纳米银作为催化材料具有易被氧化、易团聚和高成本等一系列缺点。为了解决这些问题，很多方法已经被尝试，其中最重要的方法就是掺Ag至各种基材表面。一般制备这类的Ag纳米复合材料需要两步，首先，基材被激活，然后，纳米Ag载到基材表面。在制备过程中需要加入很多的表面活性剂，稳定剂及其还原剂，这些试剂一般都会污染环境，因此选用一种环境友好的方法尤为重要。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在制备Ag纳米复合材料的时候是一种很好的还原剂和稳定剂，减少了很多有毒试剂的加入，是一种环境友好的方法。本发明使用的聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球的好处，主要是可以提供复合微球pH和温度敏感性能，通过调节温度和pH值；来直接调节催化性能，具有很好的应用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种pH/温度敏感型复合微球及其制备方法和应用，该制备方法简单、温和且环保，在反应体系中没有加入任何的有毒试剂。

本发明第一方面提供了一种pH/温度敏感型复合微球的制备方法，步骤包括：

S1、聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球的制备：将苯乙烯、氮异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、引发剂于78-85℃下反应6-10h，离心、洗涤、干燥得聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球；

S2、聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/银纳米复合微球的制备：将去离子水、聚乙烯吡咯烷酮和步骤S1制备的聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺- 甲基丙烯酸)微球混合得混合液，将银氨溶液加入混合液中，15～35℃下充分搅拌使银氨离子吸附到聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球表面，升温至68-72℃，氮气氛围下反应7-12h，离心、洗涤、干燥，得聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/银纳米复合微球。

本发明第二方面提供了一种pH/温度敏感型复合微球，所述纳米复合微球由苯乙烯、氮异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸这三种单体聚合而成的聚合物微球然后在该聚合物微球表面吸附纳米银。

本发明第三方面提供了上述pH/温度敏感型复合微球在污水处理中的应用。

本发明的有益效果是：本发明的制备方法简单、温和且环保，在反应体系中没有加入任何的有毒试剂。本发明制备的材料不仅具有很好的温度响应和pH响应性能，而且还具有很好的催化降解亚甲基蓝的性能，可以通过调节pH值和温度来调节催化性能，在污水处理方面具有很高的应用价值。

附图说明

图1为聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)微球和聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/银纳米复合微球的场发射扫描电镜(FESEM)图片；

图2为聚(苯乙烯-氮异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)/银纳米复合微球随着温度的变化而变化的曲线；