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核壳结构微纳米材料应用技术

来源: | 作者: | 2014年4月9日() | 打印内容 打印内容

   4.1无皂聚合法

  无皂乳液聚合是以无机纳米颗粒为核,油滴内的单体通过向水相扩散,在水中或胶束中进行聚合形成寡聚物或一次颗粒沉淀在无机颗粒表面,表面的聚合物进一步吸收单体并聚合,最后形成高分子膜包覆在无机颗粒的表面。但是,由于无机颗粒和聚合物的亲和性不好,寡聚物或一次颗粒往往不沉淀在无机颗粒表面,而独自形成不含无机颗粒的高分子微球。因此,包埋无机纳米颗粒的关键在于如何提高无机颗粒和聚合物的亲和性,如何使聚合在无机纳米微粒表面发生。一般通过使引发剂在无机颗粒表面,从而限制聚合反应只能在无机纳米颗粒表面进行;或通过反应性乳化剂处理无机纳米颗粒表面,使聚合反应较容易进行。

    周春华等人通过NaUA(十一烯酸钠)表面改性的四氧化三铁磁性胶体粒子为种子,采用无皂乳液聚合方法原位聚合出了四氧化三铁/P(NaUA-St-BA)核壳纳米磁性复合粒子。制备过程是将适量的St和BA、2%的NaUA和去离子水,搅拌均匀后,升温至60℃,滴加规定量浓度的KPS溶液,控制反应温度在75℃~80℃,在氮气保护下聚合6小时停止反应,便得到P(NaUA-St-BA)乳液。

   4.2化学共沉淀法

  化学共沉淀法的制备通常在聚合物胶体的存在的条件下,用无机粒子的有机盐溶液对聚合物胶体表面进行渗透,使之在有机物表面直接反应生成无机粒子,从而得到无机材料包裹聚合物的杂化微球。

   Song等人在2004年报道的把St和丙烯酸共聚得到带有负电荷的胶体微球的乳液,加入硝酸银溶液及环六亚甲基四胺和乙烯吡咯烷酮溶液,带有负电的乳胶球吸附银离子,而随后加入还原剂使银离子直接在聚合物表面发生氧化还原反应生成银纳米粒子,得到PSA/Ag核壳材料。随后进一步运用定向沉积法,在已形成的PSA/Ag核壳粒子表面包覆了一层二氧化钛,形成PSA/Ag/TiO2双层包覆结构,再煅烧后最终形成Ag/TiO2空球壳。

    5  无机—无机核壳结构微纳米材料制备

  无机-无机核壳纳米材料是核壳纳米材料中重要的一个分支。由于其特殊的复合结构,无机-无机核壳结构的复合材料常表现出优于单组分纳米材料的光、电、磁和催化等性质,因而受到广泛关注。无机-无机核壳纳米材料可以是氧化物/氧化物、金属/氧化物、金属/金属、氧化物/金属等,也可以是核壳中空结构、核壳中空可移动结构等。不同的无机-无机核壳纳米材料在不同的领域有广泛应用如可以作为陶瓷、催化剂、药物载体、红外隐身材料等。它的制备方法和无机纳米材料的制备一样可以分为液相法、固相法和气相法。液相法包括水热法、种子沉积法、微乳液法等;气相法包括气溶胶高温分解法等。通过沉积和表面反应以及纳米粒子表面的可控组装,来得到无机-无机核壳纳米材料。

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