CN102876088A - 一种新型有机酰氯化纳米二氧化钛粒子的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机物的制备方法，具体是指一种新型有机酰氯化纳米二氧化钛粒子的制备方法。本发明将均苯三甲酰氯溶解在二氯甲烷中，形成均一溶液，然后将亲水型纳米二氧化钛粒子分散在上述溶液中，然后再加入三乙胺，再在38℃下反应恒温搅拌4～24h，反应终了后直接减压抽滤得白色粉末状固体，同时用二氯甲烷冲洗、并放入真空干燥箱中干燥即可得本产品。本发明的优点是：由于酰氯基团的存在增强了纳米粒子的活性，使颗粒表面产生新的功能层而与带有胺基、羟基等基团的聚合物反应，增强其结合效果。并且该方法工艺新颖、操作简单、过程安全，反应进度易于控制，所用试剂易购，所需设备简易，易于实现工业化生产。

Description

一种新型有机酰氯化纳米二氧化钛粒子的制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机物的制备方法，具体是指一种新型有机酰氯化纳米二氧化钛粒子的制备方法。

背景技术

纳米粒子由于粒径很小,表面能高,很容易发生团聚,形成二次粒子，且纳米TiO₂本身是强极性的物质和微细化的颗粒，表面亲水疏油，在有机聚合物中难以均匀分散，界面上会出现空隙，当空气中的水分进入空隙中就会引起界面处高聚物的降解、脆化，导致材料性能下降，影响其纳米颗粒所表现出的表面积效应、体积效应和量子尺寸效应。故应对纳米二氧化钛进行改性，防止其团聚和结块，提高其分散性、流动性。

对纳米二氧化钛的改性（有机处理剂和TiO₂颗粒表面的连接）主要有两种形式：物理吸附与化学吸附

（1）物理吸附。因为有机表面活性剂分子一般由亲水的极性基和亲油的非极性基两部分组成，当它和有极性的TiO₂分子接触时，它的极性基便被吸附在TiO₂表面，让非极性基展露在外与其他有机介质亲和，从而使界面张力降低，促使有机介质渗入聚集在一起的颗粒中，而将空隙中的空气排斥，使TiO₂颗粒相互分离，达到分离的效果。

（2）化学吸附，通过化学反应对颗粒表面进行局部包覆，使颗粒表面产生新的功能层。纳米TiO₂由于Ti-O键的极性极大,表面吸附的水因极化发生解离,容易形成羟基.这种表面羟基可提高TiO₂作为吸附剂及各种载体的性能,为表面改性提供方便。通过带有亲油性基团的有机处理剂与羟基反应而连接引入亲油性基团，TiO₂变为憎水而亲油。

发明内容

本发明采用化学吸附的方法对亲水性纳米二氧化钛进行有机化改性，提出了均苯三甲酰氯改性亲水型纳米二氧化钛粒子的制备工艺。以均苯三甲酰氯为改性试剂，与亲水型纳米二氧化钛粒子表面的羟基反应使其有机化，通过如下途径来制备改性纳米二氧化钛粒子：

将含有均苯三甲酰氯（TMC）溶解在二氯甲烷中，然后将亲水型纳米二氧化钛粒子分散在溶液中，水浴加热，在一定温度下反应1-2小时后，加入三乙胺，恒温搅拌，反应终了后直接减压抽滤，得固体颗粒，同时用二氯甲烷冲洗该固体，放入真空干燥箱中干燥，取出密封后放入干燥器中保存。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种新型有机酰氯化纳米二氧化钛粒子的制备方法，其特征包括以下步骤：

将均苯三甲酰氯溶解在二氯甲烷中，形成均一溶液，其中配制成质量浓度为1.6%～13.3%，，然后将亲水型纳米二氧化钛粒子分散在上述溶液中，其中纳米二氧化钛在溶液中的浓质量度为1.6%～13.3%，在38℃下反应1～2小时后，加入三乙胺，上述三乙胺的质量含量为溶液的0.01%～0.02%；再在38℃下反应恒温搅拌4～24h，反应终了后直接减压抽滤得白色粉末状固体，同时用二氯甲烷冲洗该固体3～5次，放入真空干燥箱中25℃度真空干燥2～4小时，即可得本产品。

作为优选，上述制备方法中用均苯三甲酰氯与亲水型纳米二氧化钛粒子反应制备带有酰氯基团的纳米二氧化钛粒子。

有益效果：本发明针对纳米二氧化钛粒子在有机相中分散效果不佳，而提出本方法对亲水性纳米二氧化钛粒子进行有机改性，从而制得的TMC改性亲水型纳米二氧化钛粒子同时带有苯环和酰氯两种基团，提高了纳米粒子在有机相中的分散效果，同时，酰氯基团的存在增强了纳米粒子的活性，可以与带有胺基、羟基等基团的聚合物反应，增强其结合效果。

附图说明

图1改性纳米二氧化钛与未改性纳米二氧化钛红外谱图对比

具体实施方式

下面对本发明的实施作具体说明，但本发明的保护范围并不限于此：

实施例1

将含有均苯三甲酰氯（TMC）2g溶解在50mL二氯甲烷中，然后将亲水型纳米二氧化钛粒子2g分散在溶液中，加入三乙胺1mL，在38℃下恒温搅拌24h，反应终了后直接减压抽滤，得白色粉末状固体，同时用100mL二氯甲烷冲洗该固体5次，放入真空干燥箱中25℃度真空干燥2小时，产率为94%，取出密封后放入干燥器中保存。未改性纳米粒子与改性纳米粒子红外光谱特征峰对比如图1，证明了改性粒子已经成功接上酰氯基团。

实施例2～11

改变恒温反应时间为4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h，其他操作条件均与实施例1相同，结果如下表：

实施例	反应时间	产物外观	产率
				2	4h	白色粉末	70%
3	6h	白色粉末	73%
				4	8h	白色粉末	76%
5	10h	白色粉末	78%
				6	12h	白色粉末	79%
7	14h	白色粉末	84%
				8	16h	白色粉末	85%
9	18h	白色粉末	87%
				10	20h	白色粉末	87%
11	22h	白色粉末	89%

实施例12～14

改变均苯三甲酰氯的投料量分别为1g，3g和4g，其他操作条件均与实施例1相同，结果如下表：

实施例	TMC投料量	产物外观	产率
				12	1g	白色粉末	87%
13	3g	白色粉末	84%
				14	4g	白色粉末	81%

实施例15～16

改变纳米二氧化钛粒子的量为1g、3g、4g，其他操作条件均与实施例1相同，结果如下表：

实施例	纳米TiO2	产物外观	产率
				15	1g	白色粉末	88%
16	3g	白色粉末	89%
				17	4g	白色粉末	86%

Claims (2)

1.一种新型有机酰氯化纳米二氧化钛粒子的制备方法，其特征包括以下步骤：

将均苯三甲酰氯溶解在二氯甲烷中，形成均一溶液，其中配制成质量浓度为1.6%～13.3%，，然后将亲水型纳米二氧化钛粒子分散在上述溶液中，其中纳米二氧化钛在溶液中的浓质量度为1.6%～13.3%，在38℃下反应1～2小时后，加入三乙胺，上述三乙胺的质量含量为溶液的0.01%～0.02%；再在38℃下反应恒温搅拌4～24h，反应终了后直接减压抽滤得白色粉末状固体，同时用二氯甲烷冲洗该固体3～5次，放入真空干燥箱中25℃度真空干燥2～4小时，即可得本产品。

2.根据权利要求1所述的一种新型有机酰氯化纳米二氧化钛粒子的制备方法，其特征在于用均苯三甲酰氯与亲水型纳米二氧化钛粒子反应制备带有酰氯基团的纳米二氧化钛粒子。

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