專(zhuān)利名稱(chēng)：一種PbS納米空心微球的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米結(jié)構(gòu)材料的制備，尤其涉及一種以聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒子為模板制備殼層具有敏感孔通道空腔硫化物納米微球的制備方法。
背景技術(shù)：
空腔納米微球作為一種新型的有序結(jié)構(gòu)納米材料，呈現(xiàn)出常規(guī)材料所不具備的特殊功能，空腔微球內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)使其具有獨(dú)特的力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等性能，因而廣泛用于控制釋放膠囊、、輕質(zhì)填料、催化、分離材料、隔音材料、色譜分離、微納米反應(yīng)器、傳感器、電子及光電材料等諸多領(lǐng)域。目前，研究發(fā)展了很多巧妙的方法制備空腔納米微球，如模板法、自組裝法、水熱-溶劑熱反應(yīng)法、超聲化學(xué)法、噴嘴反應(yīng)器法、高溫熔解法、噴霧熱解法等。其中模板法是一種最直觀、較為有效的制備方法，適用的范圍也很廣；它是通過(guò)控制前驅(qū)體在模板材料表面的沉積或反應(yīng)，形成表面包覆的核/殼納米結(jié)構(gòu)，用加熱或化學(xué)反應(yīng)的方法除去模板，就得到中空納米微球。通過(guò)模板法人們制備了一系列的中空納米材料，如PbS、CdS、Fe3O4, ZnO, SiO2, A1203、ZrO2^Au, Pd、C和高分子微球等，它們絕大多數(shù)都是通過(guò)先合成納米材料作為模板制得的。在II B-VI A族半導(dǎo)體化合物中，PbS是典型的窄禁帶半導(dǎo)體材料，室溫下其禁帶寬度為0. 42eV是制作紅外檢測(cè)器的理想材料。由于體相材料的激子玻爾半徑大(18nm)，廣泛用于研究納米粒子的量子尺寸效應(yīng)，在通訊、熱成像、生物成像和紅外光學(xué)探測(cè)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。因此，空腔PbS納米微球的制備也受到了極大的關(guān)注，尤其是典型的模板法， 如Yuanhua等2007年在Colloids and Surfaces.第296期8_18頁(yè)報(bào)道了用硫代乙酰胺嵌段共聚物微乳液滴為模板，用水相中的醋酸鉛與從硫代乙酰胺嵌段共聚物微乳液滴中緩慢釋放的硫，在微乳液滴表面沉淀一層I^bS，除去模板制得空腔PbS納米微球。原理是利用嵌段聚合物鏈段具有的雙親性，在選擇性溶劑中自組裝形成各種形狀的膠束，通過(guò)殼交聯(lián)反應(yīng)并除去核部分制得空腔微球，用的是軟模板乳液液滴。缺點(diǎn)是合成核/殼復(fù)合微球時(shí)需要在極低的聚合物濃度下進(jìn)行，核是軟核，除軟核的過(guò)程有時(shí)對(duì)產(chǎn)物空腔PbS納米微球的最終形貌與性能有較大影響。目前尚未見(jiàn)以聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒子作模板制備殼層具有敏感孔通道空腔PbS納米微球的相關(guān)報(bào)道。聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒可用乳液法、微乳液法和復(fù)配乳液法制得，用聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒作模板在合成模板的同時(shí)完成了表面功能化，這種制備方法會(huì)有很強(qiáng)的生命力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種殼層具有敏感孔通道空腔PbS納米微球的制備方法。它是以聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒子作為模板，在管式氣氛爐中，除去聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒子模板后制得殼層具有敏感孔通道空腔PbS納米微球，并且可以通過(guò)改變接枝聚合甲基丙烯酸鉛的反應(yīng)的時(shí)間調(diào)節(jié)殼層的厚度和敏感孔通道緊密或疏松。本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的一種PbS納米空心微球的制備方法，步驟如下首先通過(guò)聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒模板中的芐基氯基團(tuán)為引發(fā)劑在其表面接枝聚合甲基丙烯酸鉛，然后引入硫源進(jìn)行硫化反應(yīng)在聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒表面上組裝包覆形成PbS殼層；最后在管式氣氛爐中，除去聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒子模板后制得殼層具有敏感孔通道空腔硫化物納米微球。本發(fā)明的特點(diǎn)是利用用容易制備可得的聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒為模板聚乙烯基芐基氯乳膠納米?？捎萌橐悍ā⑽⑷橐悍ê蛷?fù)配乳液法制得，用聚乙烯基芐
基氯乳膠納米粒作模板在合成模板的同時(shí)完成了表面功能化，制備工藝簡(jiǎn)單，操作容易，在很大程度上簡(jiǎn)化了制備過(guò)程。改變接枝聚合甲基丙烯酸鉛的反應(yīng)的時(shí)間可以制備出殼層厚度尺寸和敏感孔通道緊密或疏松可調(diào)的硫化物納米微球。由于在制備聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒作模板在合成模板的同時(shí)完成了表面功能化很容易推廣到其他材料的中空納米材料的制備中。


圖1是本發(fā)明的殼層具有敏感孔通道空腔硫化物納米微球制備過(guò)程示意圖。圖2是代表性地表示所制備的實(shí)施例1中空腔PbS納米微球的掃描電子顯微鏡照片。圖3是代表性地表示所制備的實(shí)施例1中不同封裝條件下空腔PbS納米微球負(fù)載苯酚的釋放曲線(xiàn)，表征空腔PbS納米微球殼層具有敏感孔通道。
具體實(shí)施例方式下面以聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒為模板制備殼層具有敏感孔通道空腔PbS納米微球?yàn)閷?shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1
首先在反應(yīng)瓶中加入21. 40g乙烯基芐基氯、4. OOg聚醚、0. 50g十二烷基苯磺酸鈉、 74. OOg去離子水機(jī)械攪拌攪，再加入0.065g偶氮二異丁睛，65°C回流反應(yīng)10 h后過(guò)濾沉淀產(chǎn)物用無(wú)水乙醇抽提后在80°C真空下烘干。然后在裝有2. 40g甲基丙烯酸鉛、0. 019g2-2’ 聯(lián)吡啶、0. 062g氯化亞銅和無(wú)水乙醇20mL的反應(yīng)瓶中加入0. 0300g聚乙烯基芐基氯聚納米粒子，攪拌，700C回流反應(yīng)M h，產(chǎn)物用無(wú)水乙醇反復(fù)離心/再分散清洗在真空下50°C烘干后分散在盛有10 mL無(wú)水乙醇的反應(yīng)瓶中，攪拌，滴加3mol/L硫代乙酰胺乙醇溶液10 mL 后用無(wú)水乙醇反復(fù)離心/再分散清洗產(chǎn)物，在40°C真空下烘干。最后把上述產(chǎn)物裝入石英皿，放入管式氣氛爐中500°C煅燒4h自然冷卻后即得殼層具有敏感孔通道的空腔PbS納米微球，掃描電子顯微鏡照片顯示殼厚20 nm?？涨籔bS納米微球負(fù)載苯酚和腔內(nèi)苯酚的釋放，證實(shí)殼層具有敏感孔通道。實(shí)施例2:
按實(shí)施例1中相同的程序，將聚乙烯基芐基氯表面接枝聚合甲基丙烯酸鉛的反應(yīng)進(jìn)行 16h，可以制得殼厚約為15 nm空腔PbS納米微球。
實(shí)施例3:
按實(shí)施例1中相同的程序，將聚乙烯基芐基氯表面接枝聚合甲基丙烯酸鉛的反應(yīng)進(jìn)行他，可以制得殼厚約為5 nm空腔PbS納米微球。
權(quán)利要求
1.一種PbS納米空心微球的制備方法，其特征是方法步驟如下首先通過(guò)以聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒模板中的芐基氯基團(tuán)為引發(fā)劑在其表面接枝聚合含烯鍵的有機(jī)鉛鹽；然后經(jīng)硫化反應(yīng)原位生成PbS在聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒表面上組裝包覆形成PbS殼層； 最后用管式氣氛爐除去聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒子模板制得殼層具有敏感孔通道空腔 PbS納米微球。
2.如權(quán)利要求1所述的一種I^bS納米空心微球的制備方法，其特征在于，引發(fā)劑為聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒模板中的芐基氯基團(tuán)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種PbS納米空心微球的制備方法，其特征在于，合成模板的同時(shí)完成了表面功能化。
4.如權(quán)利要求1所述的一種一種PbS納米空心微球的制備方法，其特征在于含烯鍵的有機(jī)鉛鹽為甲基丙烯酸鉛。
5.如權(quán)利要求1所述的一種PbS納米空心微球的制備方法，其特征在于，該制備方法用管式氣氛爐除去聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒子模板的。
6.如權(quán)利要求1所述的一種PbS納米空心微球的制備方法，其特征在于，通過(guò)改變?cè)诰垡蚁┗S基氯乳膠納米粒表面接枝聚合含烯鍵的有機(jī)鉛鹽的反應(yīng)時(shí)間可以制備出殼層厚度在5 20nm范圍內(nèi)可調(diào)的空腔PbS納米微球。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PbS納米空心微球的制備方法，其方法步驟如下首先在聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒表面接枝聚合甲基丙烯酸鉛，再經(jīng)硫化反應(yīng)原位生成PbS，最后用用管式氣氛爐除去聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒子模板制得殼層具有敏感孔通道空腔PbS納米微球。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)聚乙烯基芐基氯乳膠納米?？捎萌橐悍ā⑽⑷橐悍ê蛷?fù)配乳液法制得，用聚乙烯基芐基氯乳膠納米粒作模板在合成模板的同時(shí)完成了表面功能化，易于推廣到其他材料的中空納米材料的制備中，粒徑、空腔、殼厚、殼層敏感孔通道緊密或疏松可控。制備工藝簡(jiǎn)單，操作容易。
文檔編號(hào)C01G21/21GK102266741SQ20111019801
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者葉健 申請(qǐng)人:葉健