CN106517217A - 一种核壳型硅溶胶的制备方法 - Google Patents
一种核壳型硅溶胶的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106517217A CN106517217A CN201611007267.9A CN201611007267A CN106517217A CN 106517217 A CN106517217 A CN 106517217A CN 201611007267 A CN201611007267 A CN 201611007267A CN 106517217 A CN106517217 A CN 106517217A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- ludox
- hud typed
- silica sol
- ammonia
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/146—After-treatment of sols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种核壳型硅溶胶的制备方法,包括以下步骤:1)称取聚合物水溶液、氨水加入烧瓶,搅拌使聚合物完全溶解;2)在25℃下,将聚合物氨水溶液滴加到装有溶剂的烧瓶中,滴加时快速搅拌;3)然后滴加烷氧基硅烷,滴加时间为1h,滴加完毕继续反应4h,反应温度为25~30℃;4)反应完毕后,直接加入过量的阳离子交换树脂进行搅拌处理,即制得核壳型硅溶胶。本发明制作方法简单,制得的核壳型硅溶胶PH为5~6,存储稳定,纳米粒子的内径较大,且可浓缩提高硅溶胶的浓度。
Description
技术领域
本发明涉及纳米二氧化硅制备领域,具体涉及一种核壳型硅溶胶的制备方法。
背景技术
目前,现有制备核壳型纳米材料的制备方法主要有溶胶凝胶法、微乳液法、自组装法等等,其中以二氧化硅为壳的核壳型纳米材料的研究及应用最为广泛。
中国专利CN200610096601.2公开了一种二氧化硅空心球的制备方法,以聚丙烯酸为模板,氨水为催化剂,醇为溶剂,烷氧基硅烷作为硅源,一步法合成二氧化硅空心球。
中国专利CN201210097416.0公开了一种二氧化硅减反射薄膜的制备方法,涉及到了核壳结构的纳米硅溶胶,以聚丙烯酸(平均分子量3000)为模板,氨水为催化剂,醇为溶剂,烷氧基硅烷作为硅源,合成二氧化硅空心球。
中国专利CN201210236950.5公开了一种二氧化硅减反射薄膜的制备方法,涉及到了核壳结构的纳米硅溶胶,以聚丙烯酸(平均分子量5000)为模板,氨水为催化剂,醇为溶剂,烷氧基硅烷作为硅源,合成二氧化硅空心球,涉及到了硅溶胶的后处理,以甲苯作为溶剂萃取。
采用上述方法制备的空心二氧化硅,还存在如下问题:一、大量使用氨水,但没有涉及后处理。硅溶胶中存在氨水,会导致硅溶胶凝胶,存储稳定性差。二、以平均分子量为3000或5000的聚电解质的模板,制备得到的纳米二氧化硅空心球的平均内径一般为20-40nm,进一步增大内径,则需要增加聚电解质的用量,但会导致纳米二氧化硅,平均粒径大,易团聚。三、硅溶胶的固含量低,一般小于1%。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种核壳型硅溶胶的制备方法,制作方法简单,制得的核壳型硅溶胶PH为5~6,存储稳定,纳米粒子的内径较大,且可浓缩提高硅溶胶的浓度。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种核壳型硅溶胶的制备方法,包括以下步骤:
1)称取聚合物水溶液、氨水加入烧瓶,搅拌使聚合物完全溶解;
2)在25℃下,将聚合物氨水溶液滴加到装有溶剂的烧瓶中,滴加时快速搅拌;
3)然后滴加烷氧基硅烷,滴加时间为1h,滴加完毕继续反应4h,反应温度为25~30℃;
4)反应完毕后,直接加入过量的阳离子交换树脂进行搅拌处理,即制得核壳型硅溶胶。
作为一种优选,所述聚合物水溶液加入量为10~20质量份;所述氨水为25%的氨水,加入量为60~90质量份;所述溶剂为无水乙醇,加入量为1000质量份;所述烷氧基硅烷为正硅酸乙酯,加入量为20~60质量份。
作为一种优选,所述的聚合物水溶液是一种固含量30%左右的聚电解质水溶液,所述的聚合物水溶液是聚丙烯酸或者丙烯酸-甲基丙烯酸的共聚物的水溶液,所述聚电解质的平均分子量为10000~20000。
作为一种优选,所述聚电解质的平均分子量为20000,所述丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物中的丙烯酸与甲基丙烯酸链段摩尔比在4.5~16之间。
作为一种优选,所述阳离子交换树脂为氢型强酸性阳离子交换树脂或氢型弱酸性阳离子交换树脂。
本发明所使用的聚电解质水溶液,采用水溶液聚合法制备,例如以过硫酸铵-碳酸氢钠氧化还原体系制备,以过硫酸钾-碳酸氢钠氧化还原体系制备。
本发明的有益效果是: 制作方法简单;制得的核壳型硅溶胶PH为5~6,存储稳定好;纳米二氧化硅的内径明显增大,大部分内径在60-80nm;由于制得的核壳型硅溶胶经过阳离子树脂处理,其可以通过蒸馏浓缩进一步适当提高固含量。
附图说明
图1为本发明实施例1中核壳型硅溶胶的透射电子显微镜图片,其中标尺为200nm。
图2为本发明实施例2中核壳型硅溶胶的透射电子显微镜图片,其中标尺为200nm。
图3为本发明实施例3中核壳型硅溶胶的透射电子显微镜图片,其中标尺为200nm。
图4为现有技术实施例中核壳型硅溶胶的透射电子显微镜图片,其中标尺为100nm。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
称取氨水60g、聚丙烯酸(平均分子量20000)10g,搅拌溶解,在25℃下,滴加到1000g无水乙醇中,滴加完毕,滴加正硅酸乙酯20g,在25℃下,继续反应4h。加入氢型强酸性阳离子树脂500g,搅拌处理30min,过滤,得到核壳结构的硅溶胶,PH=5,固含量1.0%。可以进一步减压蒸馏,蒸出30%左右的溶剂。不宜过度蒸馏,否则粒子互相粘连团聚。
附图1表明,产物为核壳结构,尺寸均匀,粒径20-80nm,内径主要集中在60nm,壁厚约10nm。
实施例2
称取氨水70g、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物(丙烯酸/甲基丙烯酸摩尔比为4.5,平均分子量20000)15g,搅拌溶解,在25℃下,滴加到1000g无水乙醇中,滴加完毕,滴加正硅酸乙酯60g,在25℃下,继续反应4h。加入氢型弱酸性阳离子树脂700g,搅拌处理60min,过滤,得到核壳结构的硅溶胶,PH=6,固含量1.9%。可以进一步减压蒸馏,蒸出30%左右的溶剂。不宜过度蒸馏,否则粒子互相粘连团聚。
附图2表明,产物为核壳结构,尺寸均匀,粒径60-140nm,内径主要为60-80nm,壁厚约20nm。
实施例3
称取氨水90g、聚丙烯酸(平均分子量20000)12g,搅拌溶解,在25℃下,滴加到1000g无水乙醇中,滴加完毕,滴加正硅酸乙酯40g,在25℃下,继续反应4h。加入氢型强酸性阳离子树脂800g,搅拌处理60min,过滤,得到核壳结构的硅溶胶,PH=5,固含量1.0%。可以进一步减压蒸馏,蒸出30%的溶剂。不宜过度蒸馏,否则粒子互相粘连团聚。
附图3表明,产物为核壳结构,尺寸均匀,粒径20-80nm,内径主要集中在60nm左右,壁厚约16nm。固含量1.4%。
现有技术实施例
称取氨水70g、聚丙烯酸(平均分子量5000)7.5g,搅拌溶解,在25℃下,滴加到1000g无水乙醇中,滴加完毕,滴加正硅酸乙酯20g,在25℃下,继续反应4h。加入氢型强酸性阳离子树脂600g,搅拌处理30min,过滤,得到核壳结构的硅溶胶,PH=5,固含量0.86%。
附图4表明,产物为核壳结构,尺寸均匀,粒径20-80nm,内径较小主要20-40nm,壁厚约20nm。
Claims (5)
1.一种核壳型硅溶胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)称取聚合物水溶液、氨水加入烧瓶,搅拌使聚合物完全溶解;
2)在25℃下,将聚合物氨水溶液滴加到装有溶剂的烧瓶中,滴加时快速搅拌;
3)然后滴加烷氧基硅烷,滴加时间为1h,滴加完毕继续反应4h,反应温度为25~30℃;
4)反应完毕后,直接加入过量的阳离子交换树脂进行搅拌处理,即制得核壳型硅溶胶。
2.如权利要求1所述的核壳型硅溶胶的制备方法,其特征在于,所述聚合物水溶液加入量为10~20质量份;所述氨水为25%的氨水,加入量为60~90质量份;所述溶剂为无水乙醇,加入量为1000质量份;所述烷氧基硅烷为正硅酸乙酯,加入量为20~60质量份。
3.如权利要求1所述的核壳型硅溶胶的制备方法,其特征在于,所述的聚合物水溶液是一种聚电解质水溶液,是聚丙烯酸、丙烯酸-甲基丙烯酸的共聚物水溶液,所述聚电解质的平均分子量为10000~20000。
4.如权利要求3所述的核壳型硅溶胶的制备方法,其特征在于, 所述聚电解质的平均分子量为20000,所述丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物的中的丙烯酸与甲基丙烯酸的摩尔比在4.5~16之间。
5.如权利要求1所述的核壳型硅溶胶的制备方法,其特征在于,所述阳离子交换树脂为氢型强酸性阳离子交换树脂或氢型弱酸性阳离子交换树脂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611007267.9A CN106517217B (zh) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | 一种核壳型硅溶胶的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611007267.9A CN106517217B (zh) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | 一种核壳型硅溶胶的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106517217A true CN106517217A (zh) | 2017-03-22 |
CN106517217B CN106517217B (zh) | 2018-11-23 |
Family
ID=58351773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611007267.9A Active CN106517217B (zh) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | 一种核壳型硅溶胶的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106517217B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113526512A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-10-22 | 合肥乐凯科技产业有限公司 | 一种二氧化硅溶胶及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1931718A (zh) * | 2006-10-09 | 2007-03-21 | 中国科学技术大学 | 一种二氧化硅空心球的制备方法 |
US20080076838A1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-27 | H.C. Starck Gmbh | Methods of preparing silica sols, and stable high-solids silica sols prepared thereby |
CN101384927A (zh) * | 2006-02-22 | 2009-03-11 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 防反射膜、防反射膜的制造方法、硬涂膜、偏振片以及显示装置 |
CN103011175A (zh) * | 2011-09-19 | 2013-04-03 | 盟智科技股份有限公司 | 吸附有金属离子的二氧化硅及其制造方法 |
CN104556071A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-29 | 上海新安纳电子科技有限公司 | 一种多孔二氧化硅的制备方法及其应用 |
CN105776884A (zh) * | 2014-12-24 | 2016-07-20 | 北京有色金属研究总院 | 一种多孔二氧化硅减反射膜及其制备方法 |
-
2016
- 2016-11-16 CN CN201611007267.9A patent/CN106517217B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101384927A (zh) * | 2006-02-22 | 2009-03-11 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 防反射膜、防反射膜的制造方法、硬涂膜、偏振片以及显示装置 |
US20080076838A1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-27 | H.C. Starck Gmbh | Methods of preparing silica sols, and stable high-solids silica sols prepared thereby |
CN1931718A (zh) * | 2006-10-09 | 2007-03-21 | 中国科学技术大学 | 一种二氧化硅空心球的制备方法 |
CN103011175A (zh) * | 2011-09-19 | 2013-04-03 | 盟智科技股份有限公司 | 吸附有金属离子的二氧化硅及其制造方法 |
CN105776884A (zh) * | 2014-12-24 | 2016-07-20 | 北京有色金属研究总院 | 一种多孔二氧化硅减反射膜及其制备方法 |
CN104556071A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-29 | 上海新安纳电子科技有限公司 | 一种多孔二氧化硅的制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
YUKI NAKASHIMA ET AL.: "Control size distribution of hollow silica nanoparticles by viscosity ofemulsion template", 《COLLOIDS AND SURFACES A: PHYSICOCHEM. ENG. ASPECTS》 * |
万勇: "二氧化硅空心球及核壳结构的制备", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113526512A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-10-22 | 合肥乐凯科技产业有限公司 | 一种二氧化硅溶胶及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106517217B (zh) | 2018-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103588886B (zh) | 一种易水分散纳米微晶纤维素及其制备方法 | |
CN105148741B (zh) | 一种无机纳米杂化荷正电聚电解质络合物渗透汽化膜的制备方法 | |
CN103223322B (zh) | 一种纳米银和巯基共修饰磁性微球的制备方法 | |
CN101570590B (zh) | 有机改性纳米二氧化硅/尼龙66复合材料的制备方法 | |
CN106750388B (zh) | 一种阿拉伯胶空心纳米球的制备方法 | |
CN103500622A (zh) | 磁性无机纳米粒/有序介孔二氧化硅核壳复合微球及其制备方法 | |
CN110790953A (zh) | 相变复合微胶囊水凝胶及退热贴 | |
CN112592451B (zh) | 表面粗糙聚合物复合材料、纳米炭材料及制备方法和应用 | |
CN105315507A (zh) | 一种制备改性石墨烯-壳聚糖复合薄膜的方法 | |
CN102557051A (zh) | 基于聚合物模板的制备空心介孔二氧化硅纳米粒子的方法 | |
CN102924751A (zh) | 一种纳米碳流体的制备方法 | |
CN106517217A (zh) | 一种核壳型硅溶胶的制备方法 | |
CN109134914A (zh) | 一种双敏感性纤维素基气凝胶的制备方法 | |
CN104558356A (zh) | 一种半连续聚合合成Pickering型乳液的方法 | |
CN103694405B (zh) | 一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法 | |
CN106215905B (zh) | 一种磁性富勒烯分子印迹纳米复合材料的制备方法 | |
CN106732221A (zh) | 一种具有开口结构的两亲性Janus分级孔微囊的制备方法 | |
CN106115724A (zh) | 一种高模数硅酸锂水溶液的制备方法 | |
CN108079974A (zh) | 一种蛋白印迹高分子吸附剂的制备方法及吸附装置 | |
CN109400918B (zh) | 一种pH/H2O2双重敏感性智能水凝胶及其制备方法和应用 | |
CN107224945A (zh) | 一种以酚醛树脂为壁材固体粒子为乳化剂的双环戊二烯微胶囊及制备方法 | |
CN111116971A (zh) | 一种具有空腔的三维核壳结构复合材料及其制备方法 | |
CN106831643A (zh) | 利用微反应装置制备橡胶促进剂mbts的方法 | |
CN104829745B (zh) | 一种右旋糖酐铁及其制备方法 | |
CN106669852B (zh) | 一种氧化铝载体的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |