本发明专利技术涉及一种离子液体功能化雪人形各向异性复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术先制备Janus雪人形复合颗粒，然后以离子液体进行修饰，制备咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒，随后添加氯丁烷得到Cl-基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒，通过与多种无机盐如KPF6、硅钨酸或磷钼酸等进行阴离子交换以制备PF6-基/硅钨酸基/磷钼酸基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒。这种材料不仅形貌分区，表面化学性质也分区，聚苯乙烯一侧亲油，二氧化硅一侧可调，当二氧化硅一侧使用亲水阴离子时具有一般Janus材料在稳定Pickering乳液时的特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学合成领域，具体的涉及一种可稳定Pickering乳液的离子液体功 能化雪人形各向异性复合材料。
技术介绍
Pickering乳液指的是由细小颗粒所稳定的乳液。传统的Pickering颗粒通常是采 用三相接触角为90度的材料，即极端亲水或极端疏水的材料均不适于用来制备Pickering 乳液。1991年法国物理学家P.G.de Gennes首次用Janus-词表述无机物颗粒的表面同时具 有的不同化学性质以来，表面具有双重性质的微观颗粒的研究成为具有特殊微结构材料领 域的研究热点。这种正反表面具有不同性质（如:亲水/疏水）的Janus片状材料将会为解决 纳米材料的功能化和分散性这一微纳米材料应用瓶颈提供有效途径，更重要的是将使相应 材料具备新的性质，对促进新材料的发展起重要作用。而上世纪九十年代，人们开始研究表 面同时具有双重性质(亲水/疏水)的微米或纳米颗粒(Janus)在Pickering乳液中应用的可 行性。结果表明：与Pickering颗粒相比，Janus颗粒在油水界面能更好地降低表面张力。所 以不断开发新型的Janus复合材料颗粒是本领域的重要课题。 离子液体是指室温下完全由离子组成并且呈液态状的物质，具有低挥发性、溶解 性好、绿色环保、电化学窗口宽等特点。而作为离子液体功能基团修饰的材料，可以发挥其 可以通过简单离子交换调节其性能的特点。利用离子液体功能基团可交换的阴离子种类繁 多，除了调节表面润湿性外还可以根据最终应用赋予其络合能力、催化能力、磁性等多种特 性，因此由这种材料所稳定的乳液具备更加广泛的应用潜力。【专利
技术实现思路
】 本专利技术的目的是提供一种离子液体修饰的功能化雪人形各向异性复合材料。 本专利技术采用的技术方案是：一种离子液体功能化雪人形各向异性复合材料，制备 方法包括如下步骤： l)Janus雪人形复合颗粒的制备:取聚苯乙稀中空球分散在水中，调节溶液的pH = 7.5-8.5,在60-80°C下搅拌形成种子乳液;将3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、过硫酸 钾水溶液和十二烷基苯磺酸钠超声分散在水中，形成单体乳液;将单体乳液在30分钟内缓 慢滴加进种子乳液中，于60_80°C下反应12-24h，离心取沉淀，洗涤，干燥得Janus雪人形复 合颗粒。 2)咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒的制备:取Janus雪人形复合颗粒超声分 散在乙醇中，调节溶液的pH = 9-ll，加入咪唑啉基三乙氧基硅烷，75-85°C下回流反应70-75h，离心取沉淀，洗涤，干燥得咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒。 上述的一种离子液体功能化雪人形各向异性复合材料，包括如下步骤:制备CF基 离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒:取咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒，超声分 散在乙醇中，加入氯丁烷，在75-85°C下回流反应70-72h，离心取沉淀，洗涤，干燥得Cr基离 子液体功能化Janus雪人形复合颗粒。 上述的一种离子液体功能化雪人形各向异性复合材料，包括如下步骤:取CF基离 子液体功能化Janus雪人形复合颗粒，超声分散在水中，加无机盐，室温搅拌1-2h，离心取沉 淀，干燥制得相应阴离子的离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒。 上述的一种离子液体功能化雪人形各向异性复合材料，所述的无机盐是，阴离子 为PF6-、BF4-、硫酸氢根、醋酸根、CF 3S03-、SCN-、H2P〇4-、F-、Br-、Γ、（ CF3SO2) 2N-、CI〇4-、硝酸根、 CF3COf、硅钨酸根、磷钼酸根或磷钨酸根的无机盐。优选的，所述的无机盐阴离子为PF6'制得PFfT基离子液体功能化Janus雪人形复 合颗粒。 优选的，所述的无机盐阴离子为硅钨酸根，制得硅钨酸基离子液体功能化Janus雪 人形复合颗粒。 优选的，所述的无机盐阴离子为磷钼酸根，制得磷钼酸基离子液体功能化Janus雪 人形复合颗粒。 本专利技术制备的一种离子液体功能化雪人形各向异性复合材料可用于制备 Pickering 乳液。 本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的离子液体功能化的雪人形各向异性复合材 料，不仅形貌分区，化学性质也分区，主要由聚苯乙烯空心大球与挤出的二氧化硅小球组 成，并且利用咪唑啉基硅烷试剂修饰二氧化硅端，最终通过离子化制备完成。这种材料不仅 具有一般Janus材料在稳定Pickering乳液时的特性(聚苯乙稀一侧亲油，二氧化娃一侧可 调），并且利用离子液体功能基团可交换的特性(可以调节二氧化硅一侧的表面润湿性），还 可以进一步拓展其应用。 本专利技术中所使用的Janus雪人形复合颗粒除了具有两面不同的表面化学性质即实 现了化学分区之外，还实现了物理结构上的形貌分区，并且与其他同类材料相比具有可大 批量生产、耐溶剂、可修饰等特点。其中可修饰性为进一步拓展该材料的应用潜力提供了良 好的基础。【附图说明】 图1是Janus雪人形复合颗粒的SEM图。 图2是Janus雪人形复合颗粒的TEM图。图3是Janus雪人形复合颗粒的DLS图。图4是咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒的SEM图。图5是咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒的TEM图。图6是咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒的DLS图。图7是Janus雪人形复合颗粒与咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒的FT-IR图。 图8是CF基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒的SEM图。 图9是CF基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒的TEM图。图10是Cr基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒的DLS图。图11是实施例1制备的三种Janus雪人形复合颗粒的Zeta电位变化图。图12是实施例1制备的三种Janus雪人形复合颗粒的DLS变化图。图13是实施例1制备的三种Janus雪人形复合颗粒稳定的"甲苯-7K"乳液体系的实 物图（静置24h后）。图14是CF基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒加入量对乳液的影响（静置 24h后）的实物图。图15是实施例1中3-8号样品的光学显微镜图。图16是CF基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒作为颗粒乳化剂乳化不同极 性的油水体系。图17是PF6^基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒的SEM图。图18是CF基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒和PF6^基离子液体功能化 Janus雪人形复合颗粒的FT-IR图。图19是硅钨酸基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒的SEM图。图20是CF基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒和硅钨酸基离子液体功能化 Janus雪人形复合颗粒的FT-IR图。图21是CF基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒和磷钼酸基离子液体功能化 Janus雪人形复合颗粒的FT-IR图。图22是磷钼酸基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒的SEM图。[0039I图23是实施例1合成示意图。【具体实施方式】实施例1 CF基离子液体功能化Janus雪人形复合颗粒 [00411 (一)制备方法如下 1)聚苯乙烯中空球:购于Rohm&Haas公司，产品代号为HP-433。 2) Janus雪人形复合颗粒的制备:取Ig聚苯乙烯中空球分散在20g水中，用NH3 · H2O (28w本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子液体功能化雪人形各向异性复合材料，其特征在于制备方法包括如下步骤：1)Janus雪人形复合颗粒的制备：取聚苯乙烯中空球分散在水中，调节溶液的pH＝7.5‑8.5，在60‑80℃下搅拌形成种子乳液；将3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、过硫酸钾水溶液和十二烷基苯磺酸钠超声分散在水中，形成单体乳液；将单体乳液在30分钟内缓慢滴加进种子乳液中，于60‑80℃下反应12‑24h，离心取沉淀，洗涤，干燥得Janus雪人形复合颗粒；2)咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒的制备：取Janus雪人形复合颗粒超声分散在乙醇中，调节溶液的pH＝9‑11，加入咪唑啉基三乙氧基硅烷，75‑85℃下回流反应70‑75h，离心取沉淀，洗涤，干燥得咪唑啉基修饰的Janus雪人形复合颗粒。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆博，冯天阳，杨鹏，梁福鑫，杨振忠，宋溪明，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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