[发明专利]一种液相高浓度纳米粒子包覆方法

说明书

本发明公开一种液相高浓度纳米粒子包覆方法。所述液相高浓度纳米粒子包覆方法包括以下步骤：1）将纳米粒子分散在液相Ⅰ中，得到分散液A；2）通过球磨工艺对分散液A中的纳米粒子进行分散；3）向分散液A中添加改性剂和液相Ⅱ的混合液A，球磨分散，对纳米粒子进行表面改性，得到分散液B；4）向分散液B中添加包覆材料和液相Ⅲ的混合液B，球磨分散，从而获得包覆材料在纳米粒子表面沉积的分散液C；5）对分散液C进行分离，最后得到均匀包覆的纳米粉体。

技术领域

本发明涉及一种液相高浓度纳米粒子包覆方法，属于化工和材料领域。

背景技术

纳米化是材料加工和应用的一个重要途径。材料纳米化之后，可以实现更高均匀度的材料复合，也能有更高的比表面积，提供更多的反应活性面，获得很多传统材料无法达到的性能。比如将纳米尺度的无机功能材料(二氧化钒，钨酸铯，氧化钛，氧化锆等)复合进入透明介质中，在获得功能材料的特殊功能之外(热致变色能力，红外阻隔，高折射率，高耐磨性)，还可以保证透明介质的良好光学性能；将光催化材料(氧化钛)纳米化之后，其光催化的活性面得到更大程度上的暴露，可以获得更高的催化效率。

随着材料的尺度降低，暴露的表面增加，大量的表面使得材料本身具有很高的活性，一定程度上影响了材料的稳定性。包覆是提升纳米材料稳定性的一种有效途径。通过采用稳定性更高的材料作为包覆材料，可以显著提升材料的稳定性。除此之外，包覆也能够改变原有材料的表面性质，赋予其新的功能。越来越多包覆手段用于纳米材料的保护或者表面改性。比如在智能窗领域广泛研究的二氧化钒纳米粒子，通常需要采用包覆的手段来提升其稳定性(CN103666444B，CN103663546B，CN105668625B等)，改善其分散性(CN103525320A，CN109294277A等)或者赋予其新的功能(CN103978203B，CN105712402A等)；电池电极材料中也是大量是使用包覆技术来改善正负电极的电化学性能(SiO负极CN110061206A，纳米硅负极CN109244425A，硼酸铁锂及硼酸钴锂正极CN109659547A等)，可以提升容量以及获得良好循环稳定性；其他领域也有通过包覆作用减少纳米粒子的团聚，提高其分散性能(CN109607539A)，增强光吸收(CN103008650A)等。这些技术都表明，经过包覆处理后的材料在对应的性能方面均有极大的改善。纳米材料的包覆涉及到如何实现包覆材料的均匀附着和避免被包覆材料的团聚。包覆材料方面，其均匀附着与材料本身性能有很大的关系，有机物因为更容易分散，无需结晶，易附着等特点，其包覆的难度较小，而碳材料可以从有机物直接转化，也比较容易实现对材料的包覆。但是氧化物材料不具备这些特点，作为包裹材料具有更的挑战性。被包覆材料的团聚问题方面，为了解决纳米材料的团聚问题，目前报道的技术大多需要采用复杂的工艺，通过较长的时间来实现，被包覆材料处理浓度有限(CN105858725A最高1.25wt.％，CN103666444B最高2wt.％，CN104495928B最高1wt.％)，同时，很少有技术能够实现对更极小尺度的材料(100nm)进行有效的处理。如专利CN101276913A，虽然实现了很好的包覆效果，但是包覆对象只是在数十乃至上百微米；专利CN109659547A需要对受包覆材料进行系列预处理以获得可以包覆性；专利CN103525320A和CN103525320B为了避免纳米材料干燥后的团聚，需要与纳米粉体合成工艺相对接，应用范围有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液相高浓度纳米粒子包覆方法，所述液相高浓度纳米粒子包覆方法包括以下步骤：

1)将纳米粒子分散在液相Ⅰ中，得到分散液A；

2)通过球磨工艺对分散液A中的纳米粒子进行分散；

3)向分散液A中添加改性剂和液相Ⅱ的混合液A，球磨分散，对纳米粒子进行表面改性，得到分散液B；

4)向分散液B中添加包覆材料和液相Ⅲ的混合液B，球磨分散，从而获得包覆材料在纳米粒子表面沉积的分散液C；

5)对分散液C进行分离，最后得到均匀包覆的纳米粉体。