[发明专利]一种中空二氧化硅微球及其制备方法

权利要求书

1.一种中空二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备改性PS微球：将10～15质量份的水和85～90质量份的无水乙醇混合，在640～960rpm的搅拌速度下加入0.6～0.8质量份的聚乙烯吡咯烷酮、0.3～0.4质量份的油溶性偶氮类引发剂，待形成均一溶液后，加入10～15质量份的苯乙烯单体，在惰性气体保护下升高温度至70～75℃，苯乙烯单体发生聚合反应，反应1～1.5h后，同时加入共10～24质量份的苯乙烯单体和阳离子功能单体，反应8～24h后，得到表面带正电荷的改性PS微球；

(2)制备PS/SiO₂复合微球：将上述反应体系降温至50～55℃，加入质量浓度为25％～28％的氨水调节pH为8～9，保持搅拌速度不变，5～10min后加入12～18质量份的二氧化硅前驱体，反应1～2h，完成SiO₂包覆改性PS微球的制备过程，将含有PS/SiO₂复合微球的溶液在7000～8000rpm的转速下离心5～10min，并用无水乙醇洗涤沉淀物，干燥后得到PS/SiO₂复合微球；

(3)去除模板：将步骤(2)干燥后的PS/SiO₂复合微球进行煅烧，得到中空二氧化硅微球；

在步骤(1)中，同时加入的阳离子功能性单体与苯乙烯单体的摩尔比为(0.5-2)∶50；

在步骤(3)中，煅烧过程升温速率为1～3℃/min，温度为550～600℃，煅烧时间为4～6h；

通过调整聚乙烯吡咯烷酮的添加量对中空二氧化硅微球的尺寸及表面形貌进行调整。

2.根据权利要求1所述的中空二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述油溶性偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的中空二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所加入的苯乙烯单体为纯化苯乙烯，其纯化方法如下：向苯乙烯中加入适量5wt％NaOH水溶液洗涤4次，用超纯水洗涤苯乙烯至分出水层为中性，然后用无水CaCl₂干燥，最后在50～60℃减压蒸馏，将馏分置于5℃冰箱保存备用。

4.根据权利要求1所述的中空二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述惰性保护气体为氮气、氦气或者氩气。

5.根据权利要求1所述的中空二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述阳离子功能单体为季铵盐类阳离子单体。

6.根据权利要求5所述的中空二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，所述阳离子功能单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的中空二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述二氧化硅前驱体为正硅酸乙酯或者正硅酸甲酯。

8.一种中空二氧化硅微球，其特征在于，根据权利要求1-7中任一项所述的中空二氧化硅微球的制备方法制备得到。