CN103468031B - 纳/微米粒子离子材料及其制备方法 - Google Patents

纳/微米粒子离子材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103468031B
CN103468031B CN201310331036.3A CN201310331036A CN103468031B CN 103468031 B CN103468031 B CN 103468031B CN 201310331036 A CN201310331036 A CN 201310331036A CN 103468031 B CN103468031 B CN 103468031B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano
micron particle
parts
ionic material
micron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310331036.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103468031A (zh
Inventor
吴俊杰
蔡超
王中善
赵宁
徐坚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NINGBO HAITENG NEW MATERIALS Co Ltd
Original Assignee
NINGBO HAITENG NEW MATERIALS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NINGBO HAITENG NEW MATERIALS Co Ltd filed Critical NINGBO HAITENG NEW MATERIALS Co Ltd
Priority to CN201310331036.3A priority Critical patent/CN103468031B/zh
Publication of CN103468031A publication Critical patent/CN103468031A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103468031B publication Critical patent/CN103468031B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

本发明提供一种纳/微米粒子离子材料及其制备方法,该纳/微米粒子离子材料为以纳/微米粒子为核、利用表面改性剂改性后表面接枝长链有机离子盐而成的杂化材料,所述表面改性剂为含邻苯二酚功能基团的有机电解质。制备方法包括:50~100份纳/微米粒子与20~200份表面改性剂分散在200份去离子水中,在0~200℃下反应6~60小时;将100份表面改性的纳/微米粒子分散于200份去离子水中,加入20~200份与表面改性剂带相反电荷的长链有机离子盐与其反应,室温下搅拌反应3~30小时,然后经过纯化、干燥,得到粘稠状的纳/微米粒子离子材料。该纳/微米粒子离子材料由具备普适性的表面改性剂制备而成,应用范围广。

Description

纳/微米粒子离子材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型材料技术领域,具体涉及一种纳/微米粒子离子材料及其制备方法。
背景技术
纳/微米粒子离子材料是最近出现的一类新型材料,它是以纳/微米粒子为核、先使用表面改性剂对其改性、然后在其表面接枝长链有机离子盐的一种杂化材料。这种材料除了能有效防止纳/微米粒子的团聚、保留其纳米或微米尺度下的特性以外,还具有以下优点:其无溶剂、零蒸汽压的特性可以大大减少固体纳/微米粒子对环境的影响;长链有机离子盐的存在使其在无溶剂状态下具有流动性,极大地拓宽了纳/微米粒子的应用范围。2005年 Giannelis等[Advanced Materials,2005,17,234] 首次报道了利用季铵盐硅烷偶联剂改性二氧化硅和氧化铁纳/微米粒子并用长链磺酸盐包覆制备纳/微米粒子离子材料的方法。此后,对纳/微米粒子离子材料研究得以迅速发展,基于纳/微米粒子的特性,研究人员开发出了各种具有特殊物理、化学性质的功能化纳/微米粒子离子材料。
然而,相对于多种多样的纳/微米粒子,纳/微米粒子离子材料的开发却受到了表面改性剂的限制。目前使用最为广泛的表面改性剂是硅烷偶联剂类的分子,通常只适用于改性无机氧化物、硫化物或碳纳米材料。另外,含硫醇的功能分子也只可用于改性贵金属纳/微米粒子及量子点。所以说,目前的改性方法都不具备普适性。因此,开发新的具有普适性的表面改性剂可以有效扩展纳/微米粒子离子材料的多样性以及其应用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纳/微米粒子离子材料,该纳/微米粒子离子材料由具备普适性的表面改性剂制备而成,应用范围广。
本发明所采用的技术方案为:
一种纳/微米粒子离子材料,它为以纳/微米粒子为核、利用表面改性剂改性后表面接枝长链有机离子盐而成的杂化材料,所述表面改性剂为含邻苯二酚功能基团的有机电解质。所述含有邻苯二酚功能基团的有机电解质即同时含邻苯二酚功能基团和能电离功能基团的小分子或寡聚物或聚合物。该纳/微米粒子离子材料的示意图如图1所示,其中左边图显示的纳/微米粒子离子材料其表面改性剂带负电荷而包覆层长链有机离子盐带正电荷,右边图显示的纳/微米粒子离子材料其表面改性剂带正电荷而包覆层长链有机离子盐带负电荷。
所述纳/微米粒子为金属纳/微米粒子、金属氧化物、氟化物、硫化物纳/微米粒子、纳米无机盐或量子点中的一种。
作为优选,所述金属纳/微米粒子为铜、镍、银、金、铂或钯中的一种。
作为优选,所述硫化物纳/微米粒子为氧化铁、二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化铜、氧化亚铜、氧化镧、氧化铈、氟化铈、硫化锌、硫化镉或硫化钼中的一种。
作为优选,所述纳米无机盐为碳酸钙、磷酸钙、磷酸钡、硫酸钙或硫酸钡中的一种。
作为优选,所述量子点为硒化镉或碲化镉中的一种。
本发明的另一技术方案为提供上述纳/微米粒子离子材料的制备方法。
本发明所述纳/微米粒子离子材料的制备方法,其包括以下操作步骤:
(1)按质量份数,将50~100份纳/微米粒子与20~200份表面改性剂分散在200份去离子水中,在0~200℃下反应6~60小时,得到表面改性的纳/微米粒子;
(2)按质量份数,将100份表面改性的的纳/微米粒子分散于200份去离子水中,加入20~200份与表面改性剂带相反电荷的长链有机离子盐与其反应,室温下搅拌反应3~30小时,然后经过纯化、干燥,得到粘稠状的纳/微米粒子离子材料。
与现有技术相比,本发明具有以下显著优点和有益效果:
本发明纳/微米粒子离子材料制备过程中选用的表面改性剂为含有邻苯二酚功能基团的有机电解质,该表面改性剂含有的邻苯二酚基团可以与各种材料形成很强的相互作用。本发明正是基于邻苯二酚基团普适性的粘附,从而开发出制备纳/微米粒子离子材料的新方法,从而扩展了纳/微米粒子离子材料的多样性、拓宽了纳/微米粒子离子材料的应用范围。
本发明纳/微米粒子离子材料是单相的、无溶剂的胶态物质。表面接枝即外层包覆的长链有机离子盐的长链结构能够充当“溶剂”作用,使纳/微米粒子在无溶剂状态下具有流动性。这种离子材料能有效防止纳/微米粒子团聚;由于不含低沸点溶剂,使其在外层有机物的分解温度之前都具有很好的热稳定性;流动性则使其具有良好的可加工性。这种离子材料可以作为填料添加于复合材料中,有效提高与基材的相容性,提升复合材料性能;同时其中的纳/微米粒子可以与常规纳/微米粒子一样进行可控自组装。这种纳/微米粒子离子材料在高性能复合材料制备、高温润滑、电磁流变液和新型反应介质等领域有着潜在的应用前景。
附图说明
图1所示的是本发明基于邻苯二酚基团表面改性的纳/微米粒子离子材料的示意图,其中左边图显示的纳/微米粒子离子材料其表面改性剂带负电荷而长链有机离子盐带正电荷,右边图显示的纳/微米粒子离子材料其表面改性剂带正电荷而长链有机离子盐带负电荷;
图2所示的是本发明实施例1制备的二氧化钛纳米离子材料的实物图(置于载玻片上);
图3所示的是本发明实施例1制备的二氧化钛纳米离子材料的流变曲线图;
图4所示的是本发明实施例1制备的二氧化钛纳米离子材料的透射电镜照片;
图5所示的是本发明实施例2制备的四氧化三铁纳米离子材料的高分辨透射电镜照片。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述,但不局限于此。
实施例1:
本实施例提供一种二氧化钛纳米离子材料,它由以下操作步骤制备而成:
按质量份数,将100份纳米二氧化钛(10~30纳米)分散在200份去离子水中,超声分散20分钟,加入80份的邻苯二酚-3,5-二磺酸钠,在60±5℃下反应24 h,反应完成后生成物用去离子水和乙醇反复洗涤,然后常温真空过夜干燥,得到表面改性的二氧化钛纳米颗粒。按质量份数,100份改性后的纳米二氧化钛分散于200份去离子水中,滴加浓度为1摩尔每升的氢氧化钠溶液调节pH值至10~12;200份季铵盐,分子式为C9H19C6H4-(CH2CH2O)10O(CH2)2N+(CH3)3Cl-,溶于200份氯仿中;将含有纳米二氧化钛的水分散液和季铵盐氯仿溶液混合,室温搅拌反应3小时,静置,分层,收集下层氯仿溶液。氯仿溶液用去离子水反复洗涤后在30±5℃旋转蒸发,最后真空干燥得到粘稠状的二氧化钛纳米离子材料。将该二氧化钛纳米离子材料置于载玻片上、并将载玻片倾斜一定角度进行实物拍摄,如图2所示,可看出该离子材料具有流动性。该二氧化钛纳米离子材料的流变曲线图如图3所示,由图3可以看出,在整个温度测试区域内,样品的损耗模量(G”)均大于储能模量(G’),也证实了其类液体的性质。该二氧化钛纳米离子材料的透射电镜照片如图4所示。
实施例2:
本实施例提供一种四氧化三铁纳米离子材料,它由以下操作步骤制备而成:
按质量份数,将100份纳米四氧化三铁(5~60 纳米)分散在200份去离子水中,超声分散20分钟,加入100份的3,4-二羟基苯丙酸,在70±5℃下反应6 h,得到表面接枝改性的四氧化三铁纳米颗粒,反应完成后调节体系pH至3.0,用蒸馏水透析24 h。按质量份数,100份改性后的纳米四氧化三铁分散于200份去离子水中,加入100份聚乙二醇十八烷基叔胺(C18H37)N[(CH2CH2O)mH][(CH2CH2O)nH],(m+n=25),室温搅拌24 h,50℃干燥后得到黑色粘稠物,再分散于异丙醇中,离心后并在去离子水中透析除去过量聚乙二醇十八烷基叔胺,最后真空干燥得到粘稠状的四氧化三铁纳米离子材料,其高分辨透射电镜照片如图5所示。
实施例3:
本实施例提供一种金纳米离子材料,它由以下操作步骤制备而成:
按质量份数,将50份金纳/微米粒子(5~20纳米)分散在200份去离子水中,超声分散60分钟,加入80份的3,4-二羟基苯丙胺,在60±5℃下反应24小时,反应完成后生成物用去离子水和乙醇反复洗涤,然后常温真空过夜干燥,得到表面改性的金纳米颗粒。按质量份数,100份改性后的金纳米颗粒分散于200份去离子水中,调节pH至3.0,加入200份磺酸盐,分子式为C12H25-O-(CH2CH2O)23-CH2SO3 -Na+,室温下搅拌反应3h后,继续搅拌24h,50℃干燥后得到粘稠物,再分散于异丙醇中,离心后并在去离子水中透析除去过量磺酸盐,最后真空干燥得到粘稠状的金纳米离子材料。
实施例4:
本实施例提供一种硒化镉量子点离子材料,它由以下操作步骤制备而成:
按质量份数,将100份硒化镉量子点(2~10纳米)分散在200份去离子水中,超声分散60分钟,加入80份的聚丙烯酸-多巴胺(PAA-dopamine),分子式如下(其中聚丙烯酸分子量为5000-50000)。
在60±5℃下反应24小时,反应完成后生成物用去离子水和乙醇反复洗涤,然后常温真空过夜干燥,得到表面接枝改性的硒化镉量子点。按质量份数,100份改性后的硒化镉量子点分散于200份去离子水中,滴加浓度为1摩尔每升的氢氧化钠溶液调节pH值至10~12;200份季铵盐,分子式为C15H31-O-(CH2CH2O)22O(CH2)2N+(CH3)3Cl-,溶于200份氯仿中;将含有硒化镉量子点的水分散液和季铵盐氯仿溶液混合,室温搅拌反应3小时,静置,分层,收集下层氯仿溶液。氯仿溶液用去离子水反复洗涤后在30±5℃旋转蒸发,最后真空干燥得到粘稠状的硒化镉量子点离子材料。
实施例5:
本实施例提供一种纳米碳酸钙离子材料,它由以下操作步骤制备而成:
按质量份数,将50份纳米碳酸钙粒子(30~60纳米)分散在200份去离子水中,超声分散60分钟,加入100份的马来酸寡聚物-多巴胺,分子式如下(其中寡聚物分子量为1000-10000)。
在60±5℃下反应24小时,反应完成后生成物用去离子水和乙醇反复洗涤,然后常温真空过夜干燥,得到表面改性的纳米碳酸钙颗粒。按质量份数,100份改性后的纳米碳酸钙颗粒分散于200份去离子水中,滴加浓度为1摩尔每升的氢氧化钠溶液调节pH值至10~12;200份季铵盐,分子式为C12H25-O-(CH2CH2O)18O(CH2)N+(CH3)3Cl-,溶于200份氯仿中;将含有纳米碳酸钙颗粒的水分散液和季铵盐氯仿溶液混合,室温搅拌反应3小时,静置,分层,收集下层氯仿溶液。氯仿溶液用去离子水反复洗涤后于30±5℃下旋转蒸发,最后真空干燥得到粘稠状的纳米碳酸钙离子材料。
实施例6:
本实施例提供一种纳米硫化锌离子材料,它由以下操作步骤制备而成:
按质量份数,将50份纳米硫化锌粒子(30~50纳米)分散在200份去离子水中,超声分散60分钟,加入80份的3,4-二羟基苯丙胺,在60±5℃下反应24小时,反应完成后生成物用去离子水和乙醇反复洗涤,然后常温真空过夜干燥,得到表面接枝改性的纳米硫化锌颗粒。按质量份数,100份改性后的纳米硫化锌颗粒分散于200份去离子水中,调节pH至3.0,加入200份羧酸盐,分子式为C12H25-O-(CH2CH2O)18-CH2COO-K+,室温搅拌反应3小时后,继续搅拌24h,50℃干燥后得到粘稠物,再分散于异丙醇中,离心后并在去离子水中透析除去过量磺酸盐,最后真空干燥得到粘稠状的纳米硫化锌离子材料。
本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明,与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变,都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (5)

1.一种纳/微米粒子离子材料,为以纳/微米粒子为核、利用表面改性剂改性后表面接枝长链有机离子盐而成的杂化材料,其特征在于:所述表面改性剂为含邻苯二酚功能基团的有机电解质;所述纳/微米粒子为金属纳/微米粒子、金属氧化物、氟化物、硫化物纳/微米粒子、纳米无机盐或量子点中的一种,所述纳米无机盐为碳酸钙、磷酸钙、磷酸钡、硫酸钙或硫酸钡中的一种。
2.根据权利要求1所述的纳/微米粒子离子材料,其特征在于:所述金属纳/微米粒子为铜、镍、银、金、铂或钯中的一种。
3.根据权利要求1所述的纳/微米粒子离子材料,其特征在于:所述硫化物纳/微米粒子为硫化锌、硫化镉或硫化钼中的一种。
4.根据权利要求1所述的纳/微米粒子离子材料,其特征在于:所述量子点为硒化镉或碲化镉中的一种。
5.权利要求1所述的纳/微米粒子离子材料的制备方法,其特征在于:包括以下操作步骤:
(1)按质量份数,将50~100份纳/微米粒子与20~200份表面改性剂分散在200份去离子水中,在0~200℃下反应6~60小时,得到表面改性的纳/微米粒子;
(2)按质量份数,将100份表面改性的纳/微米粒子分散于200份去离子水中,加入20~200份与表面改性剂带相反电荷的长链有机离子盐与其反应,室温下搅拌反应3~30小时,然后经过纯化、干燥,得到粘稠状的纳/微米粒子离子材料。
CN201310331036.3A 2013-08-01 2013-08-01 纳/微米粒子离子材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN103468031B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310331036.3A CN103468031B (zh) 2013-08-01 2013-08-01 纳/微米粒子离子材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310331036.3A CN103468031B (zh) 2013-08-01 2013-08-01 纳/微米粒子离子材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103468031A CN103468031A (zh) 2013-12-25
CN103468031B true CN103468031B (zh) 2014-11-26

Family

ID=49793084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310331036.3A Expired - Fee Related CN103468031B (zh) 2013-08-01 2013-08-01 纳/微米粒子离子材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103468031B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016090355A2 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Massachusetts Institute Of Technology Catechol-rich polymers from n-substituted maleimides
CN113120952B (zh) * 2019-12-30 2022-11-29 Tcl科技集团股份有限公司 一种硫化锌纳米材料及其制备方法、硫化锌薄膜、量子点发光二极管
CN113773419A (zh) * 2020-06-10 2021-12-10 恒大新能源技术(深圳)有限公司 贻贝仿生聚合物及其制备方法、正极粘结剂、二次电池
CN112917374A (zh) * 2021-03-19 2021-06-08 湖南大学 一种基于电磁流变效应的球形微磨具在线柔性修整装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070067009A (ko) * 2005-05-02 2007-06-27 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 가스화에 대하여 금속 안료를 안정화시키는 방법
WO2011004762A1 (ja) * 2009-07-06 2011-01-13 東洋アルミニウム株式会社 金属顔料、その製造方法、およびそれを含む水性メタリック樹脂組成物
CN102634792A (zh) * 2012-04-09 2012-08-15 天津大学 一种基于多巴胺改性聚电解质的层层静电自组装方法及应用
CN102690535A (zh) * 2012-06-07 2012-09-26 复旦大学 一种有机改性纳米凹土粒子及其制备方法
CN102706856A (zh) * 2012-06-28 2012-10-03 福州大学 一种增强拉曼纳米粒子及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR074508A1 (es) * 2008-12-08 2011-01-19 Grace Gmbh & Co Kg Particulas anticorrosivas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070067009A (ko) * 2005-05-02 2007-06-27 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 가스화에 대하여 금속 안료를 안정화시키는 방법
WO2011004762A1 (ja) * 2009-07-06 2011-01-13 東洋アルミニウム株式会社 金属顔料、その製造方法、およびそれを含む水性メタリック樹脂組成物
CN102634792A (zh) * 2012-04-09 2012-08-15 天津大学 一种基于多巴胺改性聚电解质的层层静电自组装方法及应用
CN102690535A (zh) * 2012-06-07 2012-09-26 复旦大学 一种有机改性纳米凹土粒子及其制备方法
CN102706856A (zh) * 2012-06-28 2012-10-03 福州大学 一种增强拉曼纳米粒子及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103468031A (zh) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9771268B2 (en) Nano-diamond dispersion solution and method for preparing same
CN103468031B (zh) 纳/微米粒子离子材料及其制备方法
CN105680021A (zh) 聚多巴胺包覆的纳微粉体及其制备方法
CN106000379A (zh) 一种石墨烯基材料的制备方法
JP2001520937A (ja) 安定化粒子、その製造方法、およびその用途
TW201605737A (zh) 銀微粒子分散體、銀微粒子及其製造方法以及接合用組成物
CN101766923B (zh) 用于纳米材料的分离和再分散的方法
CN107586470B (zh) 二氧化钛/聚多巴胺共包覆碳酸钙复合材料及其制备方法
US20160002438A1 (en) Core-shell nanoparticles and method for manufacturing the same
CN1427041A (zh) 球形复合纳米银/二氧化硅功能材料的制备方法
JP5767620B2 (ja) 酸化ジルコニウムナノ粒子とそのヒドロゾルおよび酸化ジルコニウムナノ粒子を製造するための組成物と方法
CN107694570A (zh) 一种高效四氧化三钴‑石墨烯纳米复合催化剂的制备方法
CN1919934A (zh) 无溶剂无机纳米粒子流体及其制备方法
CN106395804A (zh) “蚕蛹状”PbS量子点/石墨烯复合材料及其制备方法
EP3594968A1 (en) Conductive ceramic composition having excellent electrical conductivity
CN108962432A (zh) 一种石墨烯导电薄膜
CN103756756A (zh) 一种ldh/聚苯胺纳米复合材料电流变液及其制备方法
Preetha et al. Ion exchange characteristics of newly synthesized cerium zirconium phosphotungstate and its analytical applications
TWI449672B (zh) 具有花狀結構的氧化鋅奈米材料及其製備方法以及染料敏化太陽能電池用之電極
CN105925341B (zh) 一种类液体石墨烯水基润滑剂、制备方法及用途
CN109251582A (zh) 一种高性能纳米复合重质碳酸钙及其制备方法
Klochkov Coagulation of luminescent colloid nGdVO₄: Eu solutions with inorganic electrolytes
CN111234812A (zh) 一种dna引导的量子点-富勒烯复合材料及其制备方法
JP2004262692A (ja) 金属酸化物ナノファイバー及びその製造方法、並びに該ナノファイバーを用いたナノ複合材料
Shu et al. Effect of speciation transformation of manganese on aggregation and deposition of graphene oxide

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141126

Termination date: 20180801

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee