[发明专利]一种制备具有核壳间距的二氧化硅核壳材料的方法

摘要

本发明公开了一种制备具有核壳间距的二氧化硅核壳材料的方法，采用ARGET ATRP方法在SiO2表面接枝疏水性的丙烯酸丁酯(BA)和亲水性的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)，得到两亲性聚合物改性的SiO2‑PBA‑PDMAEMA，并以此为模板水解正硅酸乙酯(TEOS)，然后高温煅烧聚合物分解，制备出具有核壳间距的SiO2‑SiO2核壳材料。有益效果是可通过调节DMAEMA的加入量来调节聚合物层PBA‑PDMAEMA的厚度，进而调节SiO2壳厚度。本发明为制备具有核壳间距的核‑壳SiO2提供了一种思路。

主权项

一种制备具有核壳间距的二氧化硅核壳材料的方法，其特征是：具体包括以下步骤：(1)以正硅酸乙酯为原料，与氨水和无水乙醇反应制备得到粒径为430‑480nm的SiO2纳米球；(2)以三氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂，以步骤(1)中得到的SiO2纳米球为原料，反应制备得到氨基改性的SiO2‑NH2；(3)以二溴异丁酰溴和步骤(2)中得到的SiO2‑NH2为原料，制备得到溴改性成功的SiO2‑Br；(4)将步骤(3)中改性成功得到的SiO2‑Br，与N,N‑二甲基甲酰胺、六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)、三苯基膦(PPh3)、丙烯酸丁酯BA、2‑溴异丁酸乙酯(EBiB)依次加入到反应器中，制成混合溶液，搅拌，排除反应器中的空气，混合均匀后将溶解在N,N‑二甲基甲酰胺中的抗坏血酸逐滴加入到混合溶液中，之后密封反应器，各物质的摩尔比例为[DMF]:[BA]:[FeCl3·6H2O]:[PPh3]:[VC]:[EBiB]＝(1810～2420):694:1:8～10:26～34:3，用ARGETATRP方法，85～95℃下反应7‑10h，干燥得到SiO2‑PBA‑Br；(5)将步骤(4)中得到的SiO2‑PBA‑Br，与N,N‑二甲基甲酰胺、FeCl3·6H2O、PPh3、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯DMAEMA、EBiB依次加入到反应器中，制成混合溶液，搅拌，排除反应器中的空气，混合均匀后将溶解在DMF中的VC加入到混合溶液中，之后密封反应器，调节反应体系中DMAEMA的用量来调节SiO2的壳厚度，摩尔比例为[DMF]:[DMAEMA]:[FeCl3·6H2O]:[PPh3]:[VC]:[EBiB]＝(900～1210):(33～102.4):1:8～10:26～34:3，用ARGET ATRP方法，25‑35℃下反应39‑41h，干燥，得到SiO2‑PBA‑PDMAEMA；(6)向反应器中加入比例为(0.01～0.02)g：(1.0‑2.0)mL：50mL：(1.0‑2.0)mL的SiO2‑PBA‑PDMAEMA、TEOS、盐酸和氨水，35‑40℃下反应22‑26h，干燥，制得SiO2‑PBA‑PDMAEMA‑SiO2；(7)将步骤(6)中制得的SiO2‑PBA‑PDMAEMA‑SiO2置于煅烧炉内450‑600℃煅烧6‑8h，得到具有核壳间距的SiO2‑SiO2核壳材料。