CN1331919C - 一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法 - Google Patents

一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1331919C
CN1331919C CNB2005101110207A CN200510111020A CN1331919C CN 1331919 C CN1331919 C CN 1331919C CN B2005101110207 A CNB2005101110207 A CN B2005101110207A CN 200510111020 A CN200510111020 A CN 200510111020A CN 1331919 C CN1331919 C CN 1331919C
Authority
CN
China
Prior art keywords
polystyrene
tin dioxide
sodium chloride
solution
shell
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
CNB2005101110207A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1793204A (zh
Inventor
黄怡
李梅
路庆华
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.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
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 Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CNB2005101110207A priority Critical patent/CN1331919C/zh
Publication of CN1793204A publication Critical patent/CN1793204A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1331919C publication Critical patent/CN1331919C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

本发明公开了一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法，采用溶液中的自组装法制备核壳微球，采用微乳液聚合法制备聚苯乙烯微球和用溶胶凝胶法制备纳米二氧化锡，然后采用溶液中的自组装法制备聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球，依次将聚苯乙烯微球分散于氯化钠水溶液和阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂水溶液，然后将聚苯乙烯微球分散于氯化钠水溶液后，加入纳米二氧化锡吸附，离心分离、洗涤、干燥后得到聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球，制备过程条件容易控制、原料易得、消耗低，制备的核壳微球表面二氧化锡层均匀，且可实现多层吸附。

Description

一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法，具体涉及采用溶液中的自组装法制备聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球，属于化学及材料制备领域。
背景技术：
新型复合材料和新型复合方法的研究和开发一直受到人们的青睐，聚合物材料和纳米半导体材料分别具有不同的物理和化学性质，将它们分别制成核与壳组成核壳微球是一种新型的材料复合方式。纳米二氧化锡是一种广泛应用的半导体功能材料，可用于气体传感器、玻璃电极、电子晶体管、太阳能电池等功能器件中。将其与聚合物材料复合，以制备具有特殊结构和性能的材料将是拓展其应用领域的一个重要途径。近年来，这方面的报道仅限于利用聚合物材料的核为模板制备二氧化锡纳米多孔材料，如文献(Justin C.Lytle，Hongwei Yan，Nicholas S.Ergang，William H.Smyrl，Andreas Stein，Structural and electrochemicalproperties of three-dimensionally ordered macroporous tin(IV)oxide films，Journal ofMaterials Chemistry，2004，14：1616-1622)所述，以聚甲基丙烯酸甲酯纳米微球为模板，将二氧化锡前驱体沉积在其表面，然后高温处理除去微球，得到多孔的二氧化锡纳米材料。这些方法因为需要采用高温将二氧化锡前驱物转化为结晶的二氧化锡，聚合物模板将在高温处理时被除去，因此不能得到两者复合的核壳材料。
发明内容：
本发明的目的是提供一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法，制备过程条件容易控制、原料易得、消耗低，制备的核壳微球表面二氧化锡层均匀，且可实现多层吸附。
本发明采用溶液中的自组装法制备核壳微球的工艺流程如图1所示，首先采用微乳液聚合法制备聚苯乙烯微球和用溶胶凝胶法制备纳米二氧化锡，然后采用溶液中的自组装法制备聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球，依次将聚苯乙烯微球分散于氯化钠水溶液和阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂水溶液，然后将聚苯乙烯微球分散于氯化钠水溶液后，加入纳米二氧化锡吸附，离心分离、洗涤、干燥后得到聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球，重复聚苯乙烯微球的分散、二氧化锡的吸附过程，即可得到吸附多层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球。
本发明的一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法如下：
(1)在圆底三口烧瓶中放入质量比为0.3～0.5∶500～600∶100的十二烷基硫酸钠、高纯水、减压蒸馏过的苯乙烯，通入氮气除去氧气，加热升温到60℃～100℃，加入相当于苯乙烯质量1/100～2/100的过硫酸钾引发聚合，反应4～8小时后，经氯化钠溶液破乳，过滤、洗涤数次，在真空烘箱中室温下干燥，即得到聚苯乙烯微球；
(2)在锥形瓶中加入0.1～0.4mol/L的锡盐水溶液，升温到60℃～80℃，搅拌下滴加2～4mol/L的碱溶液，调节溶液的pH值为2～10，反应2小时，静置24小时，然后过滤、洗涤干燥，并在马弗炉中500℃～900℃处理2小时，研磨后得到纳米二氧化锡粉末；其中锡盐为四氯化锡、二氯化锡或硫酸亚锡；碱溶液为氨水、硫脲或氢氧化钠的水溶液；
(3)将1～2wt％的聚苯乙烯微球加入到0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的阳离子表面活性剂水溶液，反应20～40分钟，离心分离、洗涤后，再加入到0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的阴离子表面活性剂水溶液，反应20～40分钟，离心分离、洗涤后，再加入到0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的阳离子表面活性剂水溶液，反应20～40分钟，离心分离、洗涤后，将聚苯乙烯微球分散于0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液；用碱液调节pH值到10～14，并加入质量为聚苯乙烯微球2～3倍的纳米二氧化锡粉末使之吸附，搅拌、静置后离心分离、洗涤，在真空烘箱中室温下干燥，得到吸附一层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球，重复聚苯乙烯微球的分散、二氧化锡的吸附过程，即可得到吸附多层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球；其中阳离子表面活性剂为聚二烯丙基二甲基胺氯化物或聚盐酸丙烯胺；阴离子表面活性剂为聚苯乙烯基磺酸钠、聚丙烯酸铵或聚丙烯酸钠。
本发明一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法中的第(3)步采用了溶液中的自组装法，通过静电吸附作用，在带有负电荷的聚苯乙烯微球表面逐层吸附阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，然后吸附带有负电荷的二氧化锡纳米粒子，反应条件温和，操作简便；反应原料易得，只需要常用的四氯化锡、氯化亚锡或硫酸亚锡，因而本发明方法成本低、效率高，制备的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球大小均匀，二氧化锡壳材料吸附均匀。
附图说明：
图1是一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备工艺流程图，
图2是实施例1用微乳液聚合法得到的聚苯乙烯微球的透射电子显微镜照片，
图3是实施例1的纳米二氧化锡粉末的X射线衍射图谱，
图4是实施例1所得到的吸附一层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的透射电子显微镜照片，
图5实施例2所得到的吸附三层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的场发射扫描电子显微镜照片。
具体实施方式：
以下的实例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1：
(1)在圆底三口烧瓶中放入质量比为0.4∶560∶100的十二烷基硫酸钠、高纯水、减压蒸馏过的苯乙烯，通入氮气除去氧气，加热升温到80℃，加入相当于苯乙烯质量1/100的过硫酸钾引发聚合，反应6小时后，经氯化钠溶液破乳，过滤、洗涤数次，在真空烘箱中室温下干燥，即得到直径约为190纳米的聚苯乙烯微球。
(2)在锥形瓶中加入0.2mol/L的锡盐水溶液，升温到60℃，搅拌下滴加2mol/L的氨水溶液，调节溶液的pH值为7，反应2小时，静置24小时，然后过滤、洗涤干燥，并在马弗炉中600℃处理2小时，研磨后得到粒径约20～30纳米的二氧化锡粉末；
(3)将1wt％的聚苯乙烯微球加入到0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的聚二烯丙基二甲基胺氯化物水溶液，反应20分钟，离心分离、洗涤后，再加入到0.1mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的聚苯乙烯基磺酸钠水溶液，反应20分钟，离心分离、洗涤后，再加入到0.1mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的聚二烯丙基二甲基胺氯化物水溶液，反应20分钟，离心分离、洗涤后，将聚苯乙烯微球分散于0.1mol/L的氯化钠溶液；用碱液调节pH值到12，并加入与聚苯乙烯微球质量2倍的纳米二氧化锡粉末使之吸附，搅拌、静置后离心分离、洗涤，在真空烘箱中室温下干燥，得到吸附一层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球。图2是得到的聚苯乙烯微球的透射电镜照片，可以看到聚苯乙烯微球外形规整，尺寸均匀，直径约为190纳米。图3是得到的纳米二氧化锡粉末的X-射线衍射谱图，通过对照标准图谱可知，得到的二氧化锡为41-1445锡石晶型，四个明显的衍射峰分别对应二氧化锡的四个晶面(110)、(101)、(200)和(211)。图4是所得到的吸附一层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的透射电子显微镜照片，由图可见所制备的核壳材料由居于中间的聚苯乙烯核和外层的二氧化锡纳米粒子构成的壳组成。
实施例2：
重复实施例1的聚苯乙烯微球的分散、二氧化锡的吸附过程，得到吸附三层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球。图5是所得到的吸附三层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的场发射扫描电子显微镜照片，可以看到外层吸附的二氧化锡层均匀，微球的粒径明显大于吸附一层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球。

Claims (1)

1.一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法，其特征在于其制备方法如下：
(1)在圆底三口烧瓶中放入质量比为0.3～0.5∶500～600∶100的十二烷基硫酸钠、高纯水、减压蒸馏过的苯乙烯，通入氮气除去氧气，加热升温到60℃～100℃，加入相当于苯乙烯质量1/100～2/100的过硫酸钾引发聚合，反应4～8小时后，经氯化钠溶液破乳，过滤、洗涤数次，在真空烘箱中室温下干燥，即得到聚苯乙烯微球；
(2)在锥形瓶中加入0.1～0.4mol/L的锡盐水溶液，升温到60℃～80℃，搅拌下滴加2～4mol/L的碱溶液，调节溶液的pH值为2～10，反应2小时，静置24小时，然后过滤、洗涤干燥，并在马弗炉中500℃～900℃处理2小时，研磨后得到纳米二氧化锡粉末；其中锡盐为四氯化锡、二氯化锡或硫酸亚锡；碱溶液为氨水、硫脲或氢氧化钠的水溶液；
(3)将1～2wt％的聚苯乙烯微球加入到0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的阳离子表面活性剂水溶液，反应20～40分钟，离心分离、洗涤后，再加入到0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的阴离子表面活性剂水溶液，反应20～40分钟，离心分离、洗涤后，再加入到0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液中，超声分散后，加入2mg/mL的阳离子表面活性剂水溶液，反应20～40分钟，离心分离、洗涤后，将聚苯乙烯微球分散于0.1～0.5mol/L的氯化钠溶液；用碱液调节pH值到10～14，并加入质量为聚苯乙烯微球2～3倍的纳米二氧化锡粉末使之吸附，搅拌、静置后离心分离、洗涤，在真空烘箱中室温下干燥，得到吸附一层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球，重复聚苯乙烯微球的分散、二氧化锡的吸附过程，即可得到吸附多层二氧化锡的聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球；其中阳离子表面活性剂为聚二烯丙基二甲基胺氯化物或聚盐酸丙烯胺；阴离子表面活性剂为聚苯乙烯基磺酸钠、聚丙烯酸铵或聚丙烯酸钠。
CNB2005101110207A 2005-12-01 2005-12-01 一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法 Expired - Fee Related CN1331919C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005101110207A CN1331919C (zh) 2005-12-01 2005-12-01 一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005101110207A CN1331919C (zh) 2005-12-01 2005-12-01 一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1793204A CN1793204A (zh) 2006-06-28
CN1331919C true CN1331919C (zh) 2007-08-15

Family

ID=36804862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005101110207A Expired - Fee Related CN1331919C (zh) 2005-12-01 2005-12-01 一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1331919C (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0617480D0 (en) * 2006-09-06 2006-10-18 Univ Sheffield Novel nanoparticles
CN102153133B (zh) * 2011-03-17 2012-10-17 扬州大学 可控的有序多孔二氧化锡纳米结构的制备方法
CN102417811A (zh) * 2011-10-14 2012-04-18 上海施科特光电材料有限公司 一种用于化学机械抛光液的复合磨料及其制备方法和应用
CN108441151B (zh) * 2018-03-19 2021-04-27 Tcl华星光电技术有限公司 一种碳纳米管导电球、碳纳米管导电胶及液晶显示器
CN113184898B (zh) * 2021-05-07 2022-10-28 河南大学 一种二氧化锡-碳核壳纳米球复合材料、其制备方法及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1487019A (zh) * 2003-07-31 2004-04-07 上海交通大学 纳米硫化镉/聚苯乙烯核壳微球的制备方法
CN1506394A (zh) * 2002-12-13 2004-06-23 中国科学院理化技术研究所 用氧化铁纳米晶体颗粒包覆有机微球制备复合亚微米颗粒的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1506394A (zh) * 2002-12-13 2004-06-23 中国科学院理化技术研究所 用氧化铁纳米晶体颗粒包覆有机微球制备复合亚微米颗粒的方法
CN1487019A (zh) * 2003-07-31 2004-04-07 上海交通大学 纳米硫化镉/聚苯乙烯核壳微球的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1793204A (zh) 2006-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104607178B (zh) 一种钨酸铋‑二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法
Liu et al. Microemulsion synthesis, characterization of bismuth oxyiodine/titanium dioxide hybrid nanoparticles with outstanding photocatalytic performance under visible light irradiation
CN104069844B (zh) 一种分级三维多孔石墨烯/二氧化钛光催化剂及其制备方法
CN1331919C (zh) 一种聚苯乙烯/二氧化锡核壳微球的制备方法
CN100519423C (zh) 一种二氧化锡/氧化硅纳米复合材料的制备方法
CN103172030A (zh) 氧化物粉体及其制备方法、催化剂、以及催化剂载体
CN101595059A (zh) 纳米大小的二氧化钛粒子的低温生产方法
CN108311165B (zh) 一种制备BiOCl/SrFe12-xCoxO19复合磁性光催化材料的方法
CN1725530A (zh) 用于锂电池和电容器的尖晶石钛酸锂纳米管/线制备方法
CN101955222A (zh) 锐钛矿相二氧化钛溶胶的制备方法
CN108525669A (zh) 一种高度分散二氧化硅纳米管负载镍催化剂及其制备方法
CN108726579B (zh) 一种核壳结构钛酸钴多孔材料及其制备方法
CN105032418B (zh) 不同微观形貌Ag/ZnO‑碳球三元壳核异质结光催化剂的制备方法
CN110711581B (zh) 一种铜基复合金属氧化物介晶微球及其制备方法和用途
CN110201655B (zh) 一种一步法制备中空TiO2纳米微球的方法及应用
CN103265065A (zh) 一种分等级锡酸锌大孔材料的制备方法
CN101550344A (zh) 氢氧化镁/二氧化硅复合无机阻燃剂的制备方法
CN110787803A (zh) 一种Ni掺杂TiO2纳米颗粒光催化剂及其制备方法
CN103641165A (zh) 一种以天然矿物为模板制备二氧化钛纳米管的方法
CN109499495A (zh) 一种氧化锌/氢氧化锌气凝胶及其制备方法
CN103708511B (zh) 一种生产拟薄水铝石的工艺
CN112044372A (zh) 一种空心二氧化钛@碳复合微球及其制备方法
Zhou et al. Modification of BiOBr with cellulose nanocrystals to improve the photocatalytic performance under visible light
CN107803197B (zh) 一种粉末催化材料、纳米带催化材料、复合多孔催化材料的制备及应用
CN105417575B (zh) 一种单分散二氧化锡量子点水溶胶的制备方法

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
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070815

Termination date: 20100104