[发明专利]一种具有pH响应性的介孔Janus纳米片乳化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种具有pH响应性的介孔Janus纳米片乳化剂，在表面活性剂的作用下，结合正硅酸甲酯(TMOS)的溶胶‑凝胶作用获得核壳结构纳米颗粒(ZIF@mSiO₂)。然后，通过4‑(氯甲基)苯基三甲氧基硅烷修饰介孔二氧化硅外层(mSiO₂)，并通过ATRP聚合反应在介孔二氧化硅外侧接枝具有pH响应性的聚合物。最后，介孔二氧化硅内侧经疏水改性得到具有pH响应性的介孔Janus纳米片乳化剂。该乳化剂具有两亲性质和较大比表面积，且片状材料能极大地提高乳液的稳定性。同时还通过调节pH值实现了可控乳化‑去乳化过程，有利于介孔Janus纳米片乳化剂的回收和重复利用。

技术领域

本发明涉及一种介孔Janus纳米片乳化剂，具体涉及一种具有pH响应性的介孔Janus纳米片乳化剂的制备方法和用途，属于纳米复合材料领域。

背景技术

Janus是古罗马神话中的双面神，自从1991年法国科学家Pierre-Gilles DeGennes在其诺贝尔获奖致辞中首次使用Janus一词来描述具有双重性质的颗粒(P.G.DeGennes.Rev.Mod.Phys.1992,64,645-648.)后，这种表面具有双重性质的Janus材料便引起了人们极大的研究兴趣。Janus材料具有形貌的不对称或者组成/性质的不对称，包括颗粒，棒，片和中空球等，在药物输送、乳液催化、光学探针等诸多领域有广阔的应用前景。其中，片状Janus纳米材料，因其兼具化学组成非对称性和几何结构非对称性，表现出更加独特的性能。当Janus纳米片用作乳化剂时，以“镶嵌”方式锚定在油/水界面，能形成更稳定的油/水乳液。研究表明，介孔结构有利于物质传输并增大反应物接触面积。同时，环境响应性的聚合物能对环境改变作出相应响应，在药物载体、药物输送、可控催化剂等领域具有重要应用。因此，将Janus纳米片、介孔结构和具有环境响应性的聚合物结合，并研究其作为乳化剂在可控乳化-去乳化过程上的应用具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在不足，发明人通过界面保护法，将Janus纳米片、介孔结构以及具有环境响应性的聚合物结合起来制备了一种具有pH响应性的介孔Janus纳米片乳化剂。该乳化剂具有良好的乳化性能，利用其pH响应性可实现乳液体系的可控乳化-去乳化过程，并利于乳化剂的回收和重复利用。

本发明的目的在于可控制备一种具有pH响应性的介孔Janus纳米片乳化剂，其主要特征是正硅酸甲酯(TMOS)在ZIF模板上经过溶胶-凝胶作用得到核壳纳米颗粒(ZIF@mSiO₂)，再将4-(氯甲基)苯基三甲氧基硅烷修饰在核壳结构纳米颗粒(ZIF@mSiO₂)的mSiO₂层外侧，得到具有ATRP反应活性的ZIF@mSiO₂-Cl，经抽提去除表面活性剂和用酸溶液刻蚀ZIF模板后得到HO-mSiO₂-Cl介孔纳米片，最后在HO-mSiO₂-Cl介孔纳米片mSiO₂-Cl一侧接枝具有pH响应性的聚合物并对其内侧(-OH侧)进行疏水性改性，得到具有pH响应性的介孔Janus纳米片乳化剂。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：