CN112159538B - 一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功能聚合物技术领域，尤其涉及一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。为了寻找一种利用PVA水凝胶制备涡环衍生粒子负载催化剂的方法，本发明提供一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，本发明在碱性条件下将硼酸与含有顺式二醇的聚乙烯醇交联得到涡环衍生粒子，该涡环衍生粒子形貌比传统球状凝胶颗粒更加丰富，比表面积更大，传质通道更短，在酸性条件中可进行解交联，可实现对聚乙烯醇的回收再利用；负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子是由硼酸与聚乙烯醇络合得到，硼酸与聚乙烯醇的羟基络合形成硼酸酯键，硼酸酯键的可逆性赋予负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子自愈合性，使其可根据需要拼装成任意的形状，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及功能聚合物技术领域，尤其涉及一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。
背景技术
涡环是一个环形的流体区域，流体绕假想轴线旋转。涡旋环在自然界中几乎无所不在，产生涡环的一个简单方法是让液滴撞击混相液体的表面。近球形液滴由高处坠落，在撞击到可混相液体表面时发生变形，能量开始耗散，在这一能量耗散的过程中，会衍变出具有各种有趣的非球形状的涡环中间体，包括类似泪滴、碗状和环状的中间体。然而，涡旋环的变化速度很快，而且往往寿命很短，因此几乎不可能将其作为材料加以利用。
聚乙烯醇（PVA）是一种通过聚醋酸乙烯酯水解得到的水溶性聚合物，它具有良好的水溶性、生物相容性和生物降解性，在聚乙烯醇分子中存在着两种化学结构，即1,3-二羟基结构和1,2-乙二醇结构，它可以和硼酸中的硼络合，形成硼酸酯键。因此，聚乙烯醇溶液对硼酸和硼砂特别敏感，硼酸化的聚乙烯醇溶液在碱性条件下能够迅速凝胶。目前，对于利用聚乙烯醇水凝胶如何制备涡环衍生粒子以及如何负载催化剂的方法并不是很清楚。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：寻找一种利用PVA水凝胶制备涡环衍生粒子负载催化剂的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，按照以下步骤制备：
（1）将PVA、硼酸、催化剂按照一定质量比溶解于水中，得到PVA质量百分含量为4%-10%的预交联溶液；
（2）将盛有预交联溶液的注射器垂直悬空于pH=10-13的碱性溶液上方，然后将预交联溶液逐滴滴加到碱性溶液中，即得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。
具体地，所述PVA、硼酸、催化剂的质量比为10:0.1-1:0.05-3。
具体地，所述催化剂为金属催化剂。
具体地，所述金属催化剂为银纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒或镍纳米颗粒。
具体地，所述碱性溶液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。
具体地，还包括将收集得到的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子进行冷冻循环的步骤，冷冻循环后的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子的稳定性大大增强，可以在室温水溶液中稳定存在。
具体地，所述冷冻循环是在-25℃下冷冻5h，室温溶解5h，反复循环3-9次。
具体地，还包括将收集得到的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子浸泡在硅酸钠溶液中的步骤，负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子浸泡硅酸钠溶液后，其强度大大提高。
具体地，所述硅酸钠的质量浓度为5-20%，浸泡时间为6-24h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在碱性条件下将硼酸与含有顺式二醇的聚乙烯醇交联得到涡环衍生粒子，该涡环衍生粒子形貌比传统球状凝胶颗粒更加丰富，比表面积更大，传质通道更短，扩大了粒子的应用范围；
（2）PVA与硼酸交联得到的涡环衍生粒子中有一些未反应的羟基通过冷冻-冻融循环引入第二层物理交联网络，进一步提高了涡环衍生粒子的使用稳定性；
（3）PVA与硼酸交联得到的涡环衍生粒子有一些未反应的羟基，将涡环衍生粒子在硅酸钠溶液中二次化学交联，可以提高涡环衍生粒子的强度；
（4）本发明所制备的涡环衍生粒子无毒，对生物体没有刺激性，具有良好的生物相容性；
（5）本发明所制备的涡环衍生粒子是由硼酸与聚乙烯醇络合得到，硼酸与聚乙烯醇的羟基络合形成硼酸酯键，硼酸酯键的可逆性赋予了涡环衍生颗粒自愈合性；
（6）本发明所制备的涡环衍生粒子在酸性条件中可进行解交联，可以实现对废弃粒子的聚乙烯醇高分子的回收再利用；
（7）本发明通过调节不同的滴加高度或预交联溶液的浓度获得不同形状的涡环衍生粒子。
附图说明
图1：实施例1所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子的形貌图。
图2：实施例2所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子的形貌图。
图3：实施例3所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子的形貌图。
图4：实施例4所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子的形貌图。
图5：实施例5所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子的形貌图。
图6：实施例1所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子的自愈合拼装过程。
图7：实施例5所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子的自愈合拼装过程。
图8：实施例1所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子在酸性条件下的溶解过程。
图9：实施例7所制备环状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子力学强度测试。
图10：实施例8所制备环状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子力学强度测试。
图11：实施例9所制备环状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子力学强度测试。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明以下实施例和对比例的冷冻循环按照以下方式进行：在-25℃下冷冻5h后，室温下溶解5h，反复循环3-9次。
实施例1
（1）将10g聚乙烯醇、1g硼酸、0.0512g银纳米颗粒加入到89g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为30℃且pH=10的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为6cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。其形貌如图1所示，实施例1所制备的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子具有可回收性，在pH=3酸性条件下能够快速解交联，具体过程如图8所示，另外，实施例1所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子在25℃温水中聚集30min后，可以实现自愈合拼装，具体过程如图6所示。
实施例2
（1）将5g聚乙烯醇、0.2g硼酸、0.0424g钯纳米颗粒加入到89.9g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为25℃且pH=11的氢氧化钾水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钾水溶液液面的垂直高度为3cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其形状和结构如图2所示。
实施例3
（1）将6g聚乙烯醇、0.24g硼酸、0.078g铂纳米颗粒加入到89.9g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为20℃且pH=12的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为2cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。将收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子浸泡在质量浓度为5%的硅酸钠溶液中24h，洗涤后保存，其形貌如图3所示。
实施例4
（1）将7g聚乙烯醇、0.42g硼酸、0.046g镍纳米颗粒加入到95.84g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为25℃且pH=13的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为7cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。将收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子冷冻循环后保存，其形貌如图4所示。
实施例5
（1）将4g聚乙烯醇、0.160g硼酸、0.1g纳米银颗粒加入到94.95g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为25℃且pH=12的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为0.5cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。其形貌如图5所示，实施例5所制备负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子在25℃环境中聚集30min后可以自愈合拼装在一起，可根据需要拼装成任意的三维结构，自愈合拼装过程如图7所示。
实施例6
（1）将5g聚乙烯醇、0.20g硼酸、0.0512g纳米银颗粒加入到94.95g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为25℃且pH=12的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为0.5cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。将收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子浸泡在质量浓度为20%的硅酸钠溶液中6h，去离子水洗涤后保存。
实施例7
（1）将4g聚乙烯醇、0.20g硼酸、0.0512g纳米银颗粒加入到94.95g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为25℃且pH=12的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为2cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。将收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子浸泡在质量浓度为10%的硅酸钠溶液中24h，去离子水洗涤后保存，所制备环状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子可独立吊起100g砝码5分钟内不断裂，如图9所示。
实施例8
（1）将4g聚乙烯醇、0.20g硼酸、0.0512g纳米银颗粒加入到94.95g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为25℃且pH=12的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为2cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。将收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子浸泡在质量浓度为10%的硅酸钠溶液中6h，去离子水洗涤后保存，所制备环状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子可独立吊起50g砝码5分钟内不断裂，如图10所示。
实施例9
（1）将4g聚乙烯醇、0.20g硼酸、0.0512g纳米银颗粒加入到94.95g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为25℃且pH=12的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为2cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。将收集得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子浸泡在质量浓度为10%的硅酸钠溶液中12h，去离子水洗涤后保存，所制备环状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子可独立吊起70g砝码5分钟内不断裂，如图11所示。
实施例10
（1）将7g聚乙烯醇、0.42g硼酸、0.046g镍纳米颗粒加入到95.84g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为30℃且pH=10的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为6cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到碟状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。
实施例11
（1）将7g聚乙烯醇、0.42g硼酸、0.046g镍纳米颗粒加入到95.84g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为30℃且pH=10的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为1cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到球状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。
实施例12
（1）将10g聚乙烯醇、1g硼酸、0.0512g银纳米颗粒加入到89g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为30℃且pH=10的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为3cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到球状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。
实施例13
（1）将10g聚乙烯醇、1g硼酸、0.0512g银纳米颗粒加入到89g水中，90℃下搅拌溶解完全并冷却至室温，即得到预交联溶液；
（2）将预交联溶液置于注射器中并垂直悬空于恒定温度为30℃且pH=10的氢氧化钠水溶液上方，注射器针头末端距离氢氧化钠水溶液液面的垂直高度为1cm，然后将预交联溶液逐滴滴加到氢氧化钠水溶液中，收集得到球状的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子。
应用实施例
负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子催化NaBH4与4-硝基苯酚的反应过程如下：
将4个实施例6所制备的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子放入含有150μLNaBH4水溶液（1M）和50μL 4-硝基苯酚水溶液（5mM）的反应容器中，经过30min后黄色溶液变透明，4-硝基苯酚被成功还原成对氨基苯酚。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其特征在于，按照以下步骤制备：
（1）将PVA、硼酸、催化剂按照一定质量比溶解于水中，得到PVA质量百分含量为4%-10%的预交联溶液；
（2）将盛有预交联溶液的注射器垂直悬空于pH=10-13的碱性溶液上方，然后将预交联溶液逐滴滴加到碱性溶液中，即得到负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子；
所述PVA、硼酸、催化剂的质量比为10:(0.1-1):(0.05-3)。
2.根据权利要求1所述的一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其特征在于：所述催化剂为金属催化剂。
3.根据权利要求2所述的一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其特征在于：所述金属催化剂为银纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒或镍纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其特征在于：所述碱性溶液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其特征在于：还包括将收集得到的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子进行冷冻循环的步骤。
6.根据根据权利要求5所述的一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其特征在于：所述冷冻循环是在-25℃下冷冻5h，室温溶解5h，反复循环3-9次。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其特征在于：还包括将收集得到的负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子浸泡在硅酸钠溶液中的步骤。
8.根据权利要求7所述的一种负载催化剂的聚乙烯醇涡环衍生粒子，其特征在于：所述硅酸钠的质量浓度为5-20%，浸泡时间为6-24h。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101544767A (zh) * | 2009-04-29 | 2009-09-30 | 北京科技大学 | 生物相容性高强度三维连通多孔pva水凝胶的制备方法 |
| CN109485876A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-03-19 | 西安交通大学 | 一种碱催化pva凝胶珠的制备方法 |
| CN109517193A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-26 | 武汉理工大学 | 一种羧乙基壳聚糖/聚乙烯醇自愈合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN110643056A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-03 | 爱美客技术发展股份有限公司 | 高强度聚乙烯醇凝胶及其制备方法与应用 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101544767A (zh) * | 2009-04-29 | 2009-09-30 | 北京科技大学 | 生物相容性高强度三维连通多孔pva水凝胶的制备方法 |
| CN109485876A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-03-19 | 西安交通大学 | 一种碱催化pva凝胶珠的制备方法 |
| CN109517193A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-26 | 武汉理工大学 | 一种羧乙基壳聚糖/聚乙烯醇自愈合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN110643056A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-03 | 爱美客技术发展股份有限公司 | 高强度聚乙烯醇凝胶及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (1)
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| Mass production of shaped particles through vortex ring freezing;An D,et al;《Nature Communications》(第7期);全文 * |
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