CN115517979A - 一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备ZnO@SiO2纳米颗粒的方法 - Google Patents

一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备ZnO@SiO2纳米颗粒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒技术领域的是一种基于窄分布AEO3‑AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，本方法以环己烷为油相，窄分布AEO3与AEO9复配为表面活性剂。杂醇油为助表面活性剂，制备脂肪醇聚氧乙烯醚、杂醇油、环己烷和水的反相微乳液。然后在反相微乳液加入TMOS与TEOS混合物搅拌，随后将纳米氧化锌分散到该反相微乳液，在搅拌过程中，TEOS和TMOS在ZnO表面逐渐水解，水解产生的SiO2包覆ZnO，最终在乳液中形成ZnO@SiO2纳米颗粒。本方法使用窄分布AEO3、AEO9/杂醇油/环己烷反相微乳液制备的ZnO@SiO2纳米颗粒粒径控制在100‑200nm，粒径分布窄，分散性好，降低了防晒剂被皮肤吸收的风险，提高安全性。

Description

一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备ZnO@SiO2纳米颗粒 的方法
技术领域
本发明属于制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒技术领域，具体是一种基于窄分布AEO3-AEO9 反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法。
背景技术
防晒化妆品的防晒效果主要来源于其中的防晒剂。纳米氧化锌(ZnO NPs)防晒剂既能吸收紫外线,又能反射、散射紫外线,因此抗紫外线的能力强。特别是由于其颗粒较细,制成品透明度高,能透过可见光,加入化妆品使用时白度自然,克服了传统无机防晒剂透明度不高, 使皮肤呈现不自然的苍白色的缺点。但是，新技术的出现也带来新的问题，随着纳米无机防晒剂的应用范围及用量不断增加，人们对其安全性也出现一些担忧，纳米材料由于粒径小，可能会有透皮吸收的风险，并且纳米材料表面活性高，在紫外光照射条件下与水作用会产生活性氧，这种活性氧会损伤皮肤细胞并且氧化和降解防晒霜配方中的其他成分。
通过在ZnO表面包覆一层惰性材料如SiO2,可以大大降低ZnO的光催化活性，同时SiO 2透明度高也不会影响ZnO防晒剂的抗紫外效果。目前，已经有各种各样的方法来制备纳米粉体。反相微乳法是近几年发展起来的一种简便有效的合成纳米粒子的方法。在反相微乳液中，水相作为分散相分散在油相中形成细小的微水池，这些微水池不仅可以当作反应器而且还限制粒子的生长。反相微乳液中表面活性剂可以吸附在粒子表面减少颗粒团聚，同时反相微乳体系作为热力学稳定体系，不会发生聚结现象。总的来说反相微乳法制备的纳米粒子粒径小、分散性好、不含杂质，是一种理想的材料制备方法。窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO) 与市面上常规的AEO相比，游离脂肪醇含量更低，环氧乙烷链分布更集中，有效活性物含量更高，从而窄分布AEO乳化时间更快，配制的乳液稳定性更好，制备的ZnO@SiO2纳米颗粒粒径分布均匀，分散性好，SiO2壳层包覆更完全，壳层厚度更一致。
CN201610035215.6公开了一种基于反相微乳法制备核壳型二氧化硅包覆磷酸铵盐的方法,该方法先将正己烷、Span-80与Tween-80混合液，磷酸，正戊醇，搅拌混合得到透明的反相微乳液A；将正己烷、Span-80与Tween-80混合液、氨水与乙醇混合溶液，混合搅拌得到透明的反相微乳液B；将反相微乳液B加入到反相微乳液A产生磷酸铵，加入正硅酸乙酯，产生二氧化硅来包覆聚磷酸铵最后再加入乙烯基三乙氧基硅烷等偶联剂进行表面处理，再经过丙酮或乙醇破乳、分离和干燥等处理后，最终得到表面改性的核壳型二氧化硅包覆的磷酸铵盐。此方法生产的核壳型二氧化硅包覆的磷酸铵盐可作为一种性能优越的阻燃剂，此方法减少了阻燃剂中有毒成分在聚合物加工过程中的释放，避免环境污染和身体伤害，扩大了阻燃剂的使用范围，氮磷硅三种阻燃元素的协同效应能更好地提高产品的阻燃性能，从而降低产品的使用量，更加节能环保。
但是该方法选择Span-80、Tween-80/正己烷/正戊醇反相微乳体系制得的产品粒径在 100～800nm，对于防晒剂来说，粒径过大且分布较宽。该方法加入了氨水，氨水既是合成磷酸铵盐的原料又是催化正硅酸乙酯的催化剂，而氧化锌是两性氧化物会被氨水消耗，此法不适合对氧化锌表面处理。该方法选择正硅酸乙酯作为唯一硅源，水解得到的二氧化硅壳层较厚，会大大降低防晒剂防紫外线性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO 2”纳米颗粒的方法，通过使用窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚、杂醇油和环己烷反相微乳液制备的ZnO@SiO2纳米颗粒粒径控制在100-200nm，粒径分布窄，分散性好，降低了防晒剂被皮肤吸收的风险，提高安全性。并且ZnO@SiO2中SiO2壳层厚度合适，既降低了氧化锌光催化活性，又未影响氧化锌良好的紫外屏蔽性能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，包括以下步骤，
步骤一，称取窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物、杂醇油和环己烷放置于容器内，然后往容器内加入去离子水，最后在室温下进行搅拌15分钟，既可得到澄清透明的反相微乳液，
步骤二，向反相微乳液中加入正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物,室温下搅拌10分钟，然后称取粒径为55nm的ZnO粉体分散在去离子水中，搅拌30分钟，既可制得ZnO分散液，
步骤三，将ZnO分散液加入到反相微乳液中，然后往已加入ZnO分散液的反相微乳液中加入NaHCO3获得混合物，并对该混合物进行搅拌，搅拌时在恒温式超声波均质搅拌机中以30-80℃进行恒温加热搅拌，并进行反应，
步骤四，对反应后的混合物进行离心操作，离心完成后取下层沉淀物，然后用无水乙醇与去离子水配制成混合溶液，并使用混合溶液对下层沉淀物进行三次洗涤，将洗涤完成后的下层沉淀物放入至微波高温烧结炉中高温煅烧，最终制得白色粉末“ZnO@SiO2”。
进一步，步骤一中，窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物为10-50份、杂醇油为6-40份，环己烷为10-40份和去离子水为5-30份。
进一步，步骤二中，正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物为6-35份、ZnO粉体为2-10份和去离子水为20-80份。
进一步，步骤三中，NaHCO3为5-45份，反应时间为1-8小时。
进一步，步骤一中，窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9混合物的比例为1:3～1:7。
进一步，步骤一、步骤二和步骤三中，搅拌均使用超声波乳化机，工作功率100w～800。
进一步，步骤二中，正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物比例为1:2～1：9。
进一步，步骤四中，离心操作时，离心时间为5-25分钟，离心机转速为 2000r/min-8000r/min。
进一步，步骤四中，无水乙醇与去离子水以3:2的比例进行配制，体积为15-200ml。
进一步，步骤四中，微波高温烧结炉煅烧温度200-800℃，煅烧时间0.2-6h。
采用上述方案后实现了以下有益效果：本方法以环己烷为油相，AEO3与AEO9复配为表面活性剂，杂醇油为助表面活性剂，制备AEO3 AEO9/杂醇油/环己烷/水反相微乳液。然后在反相微乳液加入TMOS与TEOS混合物搅拌，随后将纳米氧化锌分散到该反相微乳液，在搅拌过程中，TEOS和TMOS在ZnO表面逐渐水解，水解产生的SiO2包覆ZnO，最终在乳液中形成ZnO@SiO2纳米颗粒。其中表面活性剂可以降低油水界面的界面自由能，易在界面吸附，形成一层界面膜。表面活性剂由亲水头基和疏水尾链组成，根据两者相对大小不同,界面膜可以弯向水相或油相。AEO具有自动弯向水相的界面体系所以趋于形成油包水型微乳液，也就是反相微乳液。
并且本发明所用AEO表面活性剂为实验室自研产品，是窄分布AEO表面活性剂。相比常规的AEO，窄分布AEO有更高含量的目标EO加成数的乙氧基化物(窄分布AEO3中3EO含量21.67％，常规AEO3中3EO含量13-18％)，未反应的脂肪醇含量更少(窄分布AEO未反应的脂肪醇含量为8.99％，常规AEO未反应脂肪醇含量是16-19％)，环氧乙烷链分布更集中(窄分布AEO的低EO加合数的组分(EO≤4)含量为45-60％，常规AEO的低EO加合数的组分(EO ≤4)含量为73.17％，),有效活性物含量更高，从而窄分布AEO乳化时间更快，配制的乳液稳定性更好，倾点更低，低温下易于操作；更容易配置高浓缩的产品。AEO3与AEO9复配使用可以减少体系内表面活性剂的量而形成反相微乳体系，同时制备得到的纳米复合材料要比单一使用AEO9的纳米复合材料粒径更大且粒径分布均匀。同时单一TEOS水解后的ZnO@SiO 2壳层较厚会较大程度降低氧化锌紫外屏蔽性能；单一TMOS水解后的ZnO@SiO2壳层较薄，氧化锌的光催化能力依然很强；将二者以合适的比例混合水解后的ZnO@SiO2壳既保持良好的紫外线屏蔽能力又大大降低了氧化锌的光催化性能。
通过超声波乳化机的使用，在超声能量作用下，使不相溶液体混合均匀形成分散物系，可得到稳定性好，分散均一的反相微乳液；并且TEOS与TMOS水解在恒温式超声波均质搅拌机中进行。恒温式超声波均质搅拌机是一款应用现代超声波技术，结合智能低温恒温系统的新型超声波均质、萃取、提取装置。该仪器的超声波次级效应比一般的相转移催化和机械搅拌更有利于反应物的充分混合和顺利反应。同时ZnO@SiO2在微波高温烧结炉中煅烧。微波高温烧结炉将微波的电磁能转化为热能，使材料整体加热至烧结温度而实现致密化，升温速度快、效率高、被加工物料稳定性好；采用高精度红外测温仪，精准控温；设置耐腐蚀排气通道，可快速排出加热过程中排放的气体，使得产品纯度更高。
由此总的来说，窄分布AEO乳化剂乳化效果更好，倾点更低，低温下易于操作，更容易配置高浓缩的产品；AEO3与AEO9复配使用可以减少体系内表面活性剂的量而形成反相微乳体系，同时制备得到的纳米复合材料要比单一使用AEO9的纳米复合材料粒径更大且粒径分布均匀，粒径控制在100-200nm，降低了防晒剂被皮肤吸收的风险，提高安全性，并且ZnO@SiO 2中SiO2壳层厚度合适，既降低了氧化锌光催化活性，又未影响氧化锌良好的紫外屏蔽性能；
超声波乳化机乳化质量高，所形成的微乳液液滴尺寸分布范围窄使得最终制备的纳米材料尺寸分布均匀；并且乳化稳定，可以减少乳化剂的用量；可以控制乳液的类型。超声波均质搅拌机对反应过程中温度，搅拌速度等条件控制精准，该机器的超声波次级效应比一般的相转移催化和机械搅拌更有利于反应物的充分混合和顺利反应。同时NaHCO2催化效果好，可以大大提高TEOS与TMOS水解率，其碱性足够弱，ZnO与之反应不强，ZnO不会被明显消耗；微波高温烧结炉采用高精度红外测温仪，直接测量样品温度；采用微波加热，加热效率高减少时间成本；专用坩埚可供选择，对物料无污染。
附图说明
图1为本发明实施例中基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法中的“ZnO@SiO2”纳米颗粒的透射电镜图。
图2为本发明实施例中基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法中的光催化降解实验装置示意图。
图3为本发明实施例中基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法中的ZnO与“ZnO@SiO2”纳米颗粒光催化甲基橙的C/C0与辐照时间之间的关系图。
图4为本发明实施例中基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法中的AEO反向微乳结构示意图。
图5为本发明实施例中基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法中的“ZnO@SiO2”纳米颗粒粒度分布图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：封闭储物柜1、手提式紫外灯2、甲基橙溶液+样品粉体 3、磁转子4、恒温加热磁力搅拌器5。
实施例基本如附图1、图4和图5所示：一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，包括以下步骤，
步骤一，称取窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物10-50份、杂醇油6-40份和环己烷10-40份放置于容器内，然后往容器内加入5-30份去离子水，最后在室温下使用超声波乳化机进行搅拌15分钟，其中搅拌工作功率100w～800w，既可得到澄清透明的反相微乳液，其中窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9混合物的比例为1:3～1:7，
步骤二，向反相微乳液中加入正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物6-35份,在室温下使用超声波乳化机进行搅拌，搅拌10分钟，其中搅拌工作功率100w～800w，然后称取2-10份粒径为55nm的ZnO粉体分散在20-80份去离子水中，使用超声波乳化机进行搅拌且搅拌30分钟，既可制得ZnO分散液，其中正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物比例为1:2～1：9，
步骤三，将ZnO分散液加入到反相微乳液中，然后往已加入ZnO分散液的反相微乳液中加入5-45份NaHCO2获得混合物，并对该混合物进行搅拌，搅拌时在恒温式超声波均质搅拌机中以30-80℃进行恒温加热搅拌，并进行反应1-8小时，
步骤四，对反应后的混合物进行离心操作，离心完成后取下层沉淀物，然后用无水乙醇与去离子水配制成混合溶液，并使用混合溶液对下层沉淀物进行三次洗涤，将洗涤完成后的下层沉淀物放入至微波高温烧结炉中高温煅烧，最终制得白色粉末“ZnO@SiO2”，其中无水乙醇与去离子水以3:2的比例进行配制，体积为15-200ml，并且离心操作时，离心时间为 5-25分钟，离心机转速为2000r/min-8000r/min，同时微波高温烧结炉煅烧温度200-800℃，煅烧时间0.2-6h。
具体实施过程如下：本方法以环己烷为油相，窄分布AEO3与AEO9复配为表面活性剂，杂醇油为助表面活性剂，制备AEO3 AEO9/杂醇油/环己烷/水反相微乳液。然后在反相微乳液加入TMOS与TEOS混合物搅拌，随后将纳米氧化锌分散到该反相微乳液，在搅拌过程中，TEOS 和TMOS在ZnO表面逐渐水解，水解产生的SiO2包覆ZnO，最终在乳液中形成ZnO@SiO2纳米颗粒。其中表面活性剂可以降低油水界面的界面自由能，易在界面吸附，形成一层界面膜。表面活性剂由亲水头基和疏水尾链组成，根据两者相对大小不同,界面膜可以弯向水相或油相。AEO具有自动弯向水相的界面体系所以趋于形成油包水型微乳液，也就是反相微乳液。
并且本发明所用AEO表面活性剂为实验室自研产品，是窄分布AEO表面活性剂。相比常规的AEO，窄分布AEO有更高含量的目标EO加成数的乙氧基化物(窄分布AEO3中3EO含量21.67％，常规AEO3中3EO含量13-18％)，未反应的脂肪醇含量更少(窄分布AEO未反应的脂肪醇含量为8.99％，常规AEO未反应脂肪醇含量是16-19％)，环氧乙烷链分布更集中(窄分布AEO的低EO加合数的组分(EO≤4)含量为45-60％，常规AEO的低EO加合数的组分(EO ≤4)含量为73.17％，),有效活性物含量更高，从而窄分布AEO乳化时间更快，配制的乳液稳定性更好，倾点更低，低温下易于操作；更容易配置高浓缩的产品。AEO3与AEO9复配使用可以减少体系内表面活性剂的量而形成反相微乳体系，同时制备得到的纳米复合材料要比单一使用AEO9的纳米复合材料粒径更大且粒径分布均匀。同时单一TEOS水解后的ZnO@SiO 2壳层较厚会较大程度降低氧化锌紫外屏蔽性能；单一TMOS水解后的ZnO@SiO2壳层较薄，氧化锌的光催化能力依然很强；将二者以合适的比例混合水解后的ZnO@SiO2壳既保持良好的紫外线屏蔽能力又大大降低了氧化锌的光催化性能。
通过超声波乳化机的使用，在超声能量作用下，使不相溶液体混合均匀形成分散物系，可得到稳定性好，分散均一的反相微乳液；并且TEOS与TMOS水解在恒温式超声波均质搅拌机中进行。恒温式超声波均质搅拌机是一款应用现代超声波技术，结合智能低温恒温系统的新型超声波均质、萃取、提取装置。该仪器的超声波次级效应比一般的相转移催化和机械搅拌更有利于反应物的充分混合和顺利反应。同时ZnO@SiO2在微波高温烧结炉中煅烧。微波高温烧结炉将微波的电磁能转化为热能，使材料整体加热至烧结温度而实现致密化，升温速度快、效率高、被加工物料稳定性好；采用高精度红外测温仪，精准控温；设置耐腐蚀排气通道，可快速排出加热过程中排放的气体，使得产品纯度更高。
由此总的来说，窄分布AEO乳化剂乳化效果更好，倾点更低，低温下易于操作，更容易配置高浓缩的产品；AEO3与AEO9复配使用可以减少体系内表面活性剂的量而形成反相微乳体系，同时制备得到的纳米复合材料要比单一使用AEO9的纳米复合材料粒径更大且粒径分布均匀，粒径控制在100-200nm，降低了防晒剂被皮肤吸收的风险，提高安全性，并且ZnO@SiO 2中SiO2壳层厚度合适，既降低了氧化锌光催化活性，又未影响氧化锌良好的紫外屏蔽性能；
超声波乳化机乳化质量高，所形成的微乳液液滴尺寸分布范围窄使得最终制备的纳米材料尺寸分布均匀；并且乳化稳定，可以减少乳化剂的用量；可以控制乳液的类型。超声波均质搅拌机对反应过程中温度，搅拌速度等条件控制精准，该机器的超声波次级效应比一般的相转移催化和机械搅拌更有利于反应物的充分混合和顺利反应。同时NaHCO3催化效果好，可以大大提高TEOS与TMOS水解率，其碱性足够弱，ZnO与之反应不强，ZnO不会被明显消耗；微波高温烧结炉采用高精度红外测温仪，直接测量样品温度；采用微波加热，加热效率高减少时间成本；专用坩埚可供选择，对物料无污染。
实施例2，
一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，包括以下步骤，
步骤一，称取窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物15份、杂醇油21份和环己烷32份放置于容器内，然后往容器内加入19份去离子水，最后在室温下使用超声波乳化机进行搅拌15分钟，其中搅拌工作功率470w，既可得到澄清透明的反相微乳液，其中窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9混合物的比例为1:3，
步骤二，向反相微乳液中加入8份正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物,在室温下使用超声波乳化机进行搅拌，搅拌10分钟，其中搅拌工作功率100w～800w，然后称取5份粒径为 55nm的ZnO粉体分散在55份去离子水中，使用超声波乳化机进行搅拌且搅拌30分钟，既可制得ZnO分散液，其中正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物比例为1:2，
步骤三，将ZnO分散液加入到反相微乳液中，然后往已加入ZnO分散液的反相微乳液中加入8份NaHCO3获得混合物，并对该混合物进行搅拌，搅拌时在恒温式超声波均质搅拌机中以60℃进行恒温加热搅拌，并进行反应7小时，
步骤四，对反应后的混合物进行离心操作，离心完成后取下层沉淀物，然后用无水乙醇与去离子水配制成混合溶液，并使用混合溶液对下层沉淀物进行三次洗涤，将洗涤完成后的下层沉淀物放入至微波高温烧结炉中高温煅烧，最终制得白色粉末“ZnO@SiO2”，其中无水乙醇与去离子水以3:2的比例进行配制，体积为170ml，并且离心操作时，离心时间为6 分钟，离心机转速为2000r/min，同时微波高温烧结炉煅烧温度400℃，煅烧时间1h。
实施例3，
一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，包括以下步骤，
步骤一，称取窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物18份、杂醇油18份和环己烷30份放置于容器内，然后往容器内加入20份去离子水，最后在室温下使用超声波乳化机进行搅拌15分钟，其中搅拌工作功率340w，既可得到澄清透明的反相微乳液，其中窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9混合物的比例为1:4，
步骤二，向反相微乳液中加入17份正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物,在室温下使用超声波乳化机进行搅拌，搅拌10分钟，其中搅拌工作功率100w～800w，然后称取4份粒径为 55nm的ZnO粉体分散在40份去离子水中，使用超声波乳化机进行搅拌且搅拌30分钟，既可制得ZnO分散液，其中正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物比例为1:3，
步骤三，将ZnO分散液加入到反相微乳液中，然后往已加入ZnO分散液的反相微乳液中加入11份NaHCO3获得混合物，并对该混合物进行搅拌，搅拌时在恒温式超声波均质搅拌机中以55℃进行恒温加热搅拌，并进行反应2小时，
步骤四，对反应后的混合物进行离心操作，离心完成后取下层沉淀物，然后用无水乙醇与去离子水配制成混合溶液，并使用混合溶液对下层沉淀物进行三次洗涤，将洗涤完成后的下层沉淀物放入至微波高温烧结炉中高温煅烧，最终制得白色粉末“ZnO@SiO2”，其中无水乙醇与去离子水以3:2的比例进行配制，体积为165ml，并且离心操作时，离心时间为8 分钟，离心机转速为2500r/min，同时微波高温烧结炉煅烧温度410℃，煅烧时间1.3h。
实施例4，
一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，包括以下步骤，
步骤一，称取窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物27份、杂醇油17份和环己烷35份放置于容器内，然后往容器内加入23份去离子水，最后在室温下使用超声波乳化机进行搅拌15分钟，其中搅拌工作功率560w，既可得到澄清透明的反相微乳液，其中窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9混合物的比例为1:3.5，
步骤二，向反相微乳液中加入正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物19份,在室温下使用超声波乳化机进行搅拌，搅拌10分钟，其中搅拌工作功率100w～800w，然后称取6份粒径为 55nm的ZnO粉体分散在58份去离子水中，使用超声波乳化机进行搅拌且搅拌30分钟，既可制得ZnO分散液，其中正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物比例为1:4.5，
步骤三，将ZnO分散液加入到反相微乳液中，然后往已加入ZnO分散液的反相微乳液中加入9份NaHCO3获得混合物，并对该混合物进行搅拌，搅拌时在恒温式超声波均质搅拌机中以40℃进行恒温加热搅拌，并进行反应6.5小时，
步骤四，对反应后的混合物进行离心操作，离心完成后取下层沉淀物，然后用无水乙醇与去离子水配制成混合溶液，并使用混合溶液对下层沉淀物进行三次洗涤，将洗涤完成后的下层沉淀物放入至微波高温烧结炉中高温煅烧，最终制得白色粉末“ZnO@SiO2”，其中无水乙醇与去离子水以3:2的比例进行配制，体积为80ml，并且离心操作时，离心时间为12 分钟，离心机转速为3800r/min，同时微波高温烧结炉煅烧温度400℃，煅烧时间3.5h。
实施例5，
一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，包括以下步骤，
步骤一，称取窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物33份、杂醇油40份和环己烷37份放置于容器内，然后往容器内加入26份去离子水，最后在室温下使用超声波乳化机进行搅拌15分钟，其中搅拌工作功率350w，既可得到澄清透明的反相微乳液，其中窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9混合物的比例为1:5.5，
步骤二，向反相微乳液中加入正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物24份,在室温下使用超声波乳化机进行搅拌，搅拌10分钟，其中搅拌工作功率100w～800w，然后称取7份粒径为 55nm的ZnO粉体分散在70份去离子水中，使用超声波乳化机进行搅拌且搅拌30分钟，既可制得ZnO分散液，其中正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物比例为1:5，
步骤三，将ZnO分散液加入到反相微乳液中，然后往已加入ZnO分散液的反相微乳液中加入13份NaHCO3获得混合物，并对该混合物进行搅拌，搅拌时在恒温式超声波均质搅拌机中以50℃进行恒温加热搅拌，并进行反应6小时，
步骤四，对反应后的混合物进行离心操作，离心完成后取下层沉淀物，然后用无水乙醇与去离子水配制成混合溶液，并使用混合溶液对下层沉淀物进行三次洗涤，将洗涤完成后的下层沉淀物放入至微波高温烧结炉中高温煅烧，最终制得白色粉末“ZnO@SiO2”，其中无水乙醇与去离子水以3:2的比例进行配制，体积为180ml，并且离心操作时，离心时间为16 分钟，离心机转速为5000r/min，同时微波高温烧结炉煅烧温度550℃，煅烧时间2.1h。
实施例6，
一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，包括以下步骤，
步骤一，称取窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物10份、杂醇油7份和环己烷11份放置于容器内，然后往容器内加入7份去离子水，最后在室温下使用超声波乳化机进行搅拌15分钟，其中搅拌工作功率630w，既可得到澄清透明的反相微乳液，其中窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9混合物的比例为1:6，
步骤二，向反相微乳液中加入正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物32份,在室温下使用超声波乳化机进行搅拌，搅拌10分钟，其中搅拌工作功率100w～800w，然后称取3份粒径为 55nm的ZnO粉体分散在30份去离子水中，使用超声波乳化机进行搅拌且搅拌30分钟，既可制得ZnO分散液，其中正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物比例为1:5.5，
步骤三，将ZnO分散液加入到反相微乳液中，然后往已加入ZnO分散液的反相微乳液中加入23份NaHCO3获得混合物，并对该混合物进行搅拌，搅拌时在恒温式超声波均质搅拌机中以70℃进行恒温加热搅拌，并进行反应4小时，
步骤四，对反应后的混合物进行离心操作，离心完成后取下层沉淀物，然后用无水乙醇与去离子水配制成混合溶液，并使用混合溶液对下层沉淀物进行三次洗涤，将洗涤完成后的下层沉淀物放入至微波高温烧结炉中高温煅烧，最终制得白色粉末“ZnO@SiO2”，其中无水乙醇与去离子水以3:2的比例进行配制，体积为145ml，并且离心操作时，离心时间为22 分钟，离心机转速为6700r/min，同时微波高温烧结炉煅烧温度370℃，煅烧时间2.8h。
实验过程如下：
1、光催化性能测试：
ZnO与“ZnO@SiO2”纳米颗粒光催化性能采用染料分子降解作为模型反应进行监测，装置示意图见图2。
将10毫克甲基橙粉末溶解在1000毫升蒸馏水中，制备了10ppm甲基橙溶液。将2mg催化剂与30mL甲基橙溶液在烧杯中混合，将烧杯放入如图2所示的光催化降解实验装置内，室温下充分搅拌条件，使样品粉体在溶液中呈悬浮状态并均匀分布，反应一段时间后取上层反应溶液离心分离，取上层清液用用紫外-可见光分光光度计进行扫描，测其吸光度。
ZnO与“ZnOSiO2”纳米颗粒光催化甲基橙的C/C0与辐照时间之间的关系图见图3。经过5小时后，ZnO对甲基橙的降解率约为79％，ZnOSiO2对甲基橙的降解率约为25％，“ZnOSiO 2”光催化活性相比ZnO降低54％。ZnOSiO2大大抑制了甲基橙的光催化降解，表明SiO2壳层可以有效降低ZnO纳米颗粒的光催化活性。
2、紫外光屏蔽测试：
分别称取10g ZnO和ZnOSiO2样品分散于100ML(约84克液体石蜡)中,加200克锆珠以 2000转/分钟的速度研磨1小时，称量30mg于PMMA板上并且以空白板涂30mg液体石蜡为空白，用紫外-可见光分光光度计进行扫描。
进一步的ZnO紫外屏蔽为95％“ZnOSiO2”紫外屏蔽为93％，两者紫外屏蔽相差不大。因此SiO2壳层对于氧化锌纳米防晒剂防晒效果的影响可以忽略不计。“ZnOSiO2”纳米颗粒有良好的紫外光屏蔽效果，可以用于防紫外光。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，称取窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物、杂醇油和环己烷放置于容器内，然后往容器内加入去离子水，最后在室温下进行搅拌15分钟，既可得到澄清透明的反相微乳液，
步骤二，向反相微乳液中加入正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物,室温下搅拌10分钟，然后称取粒径为55nm的ZnO粉体分散在去离子水中，搅拌30分钟，既可制得ZnO分散液，
步骤三，将ZnO分散液加入到反相微乳液中，然后往已加入ZnO分散液的反相微乳液中加入NaHCO3获得混合物，并对该混合物进行搅拌，搅拌时在恒温式超声波均质搅拌机中以30-80℃进行恒温加热搅拌，并进行反应，
步骤四，对反应后的混合物进行离心操作，离心完成后取下层沉淀物，然后用无水乙醇与去离子水配制成混合溶液，并使用混合溶液对下层沉淀物进行三次洗涤，将洗涤完成后的下层沉淀物放入至微波高温烧结炉中高温煅烧，最终制得白色粉末“ZnO@SiO2”。
2.根据权利要求1所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤一中，窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9的混合物为10-50份、杂醇油为6-40份，环己烷为10-40份和去离子水为5-30份。
3.根据权利要求2所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤二中，正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物为6-35份、ZnO粉体为2-10份和去离子水为20-80份。
4.根据权利要求3所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤三中，NaHCO3为5-45份，反应时间为1-8小时。
5.根据权利要求4所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤一中，窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3与AEO9混合物的比例为1:3～1:7。
6.根据权利要求5所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤一和步骤二中，搅拌均使用超声波乳化机，工作功率100w～800w。
7.根据权利要求6所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤二中，正硅酸乙酯与正硅酸甲酯的混合物比例为1:2～1：9。
8.根据权利要求7所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤四中，离心操作时，离心时间为5-25分钟，离心机转速为2000r/min-8000r/min。
9.根据权利要求8所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤四中，无水乙醇与去离子水以3:2的比例进行配制，体积为15-200ml。
10.根据权利要求9所述的基于窄分布AEO3-AEO9反相微乳液制备“ZnO@SiO2”纳米颗粒的方法，其特征在于：所述步骤四中，微波高温烧结炉煅烧温度200-800℃，煅烧时间0.2-6h。
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