一种分级孔二氧化硅微囊材料及其应用制造技术

本发明专利技术为一种分级孔二氧化硅微囊材料。该方法包括：（1）三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板的制备；（2）三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板的磺化过程；（3）三维有序大孔高交联聚苯乙烯/二氧化硅复合物的制备方法；（4）去除三维有序大孔高交联聚苯乙烯/二氧化硅复合物中交联聚苯乙烯，其中制备三维有序高交联聚苯乙烯的过程中的交联剂的用量改变到占80%以上。本发明专利技术所阐述的制备方法可以避免使用昂贵的试剂，同时制备方法简捷，操作方便、产品结构稳定，在制备分级孔微囊材料方面展现了优越性。

A graded porous silica microcapsule and its application

The present invention is a graded pore silica microcapsule material. The method comprises the following steps: (1) three dimensional ordered macroporous hypercrosslinked polystyrene template preparation; (2) the sulfonation process of three-dimensional ordered macroporous hypercrosslinked polystyrene template; (3) preparation method of three-dimensional ordered macroporous hypercrosslinked polystyrene / silica composites; (4) the removal of three dimensional Ordered Macroporous Crosslinked Polystyrene / silica composite cross-linked polystyrene, the preparation of three dimensionally ordered hypercrosslinked polystyrene in the process of changing the amount of crosslinking agent to account for more than 80%. The preparation method described in the invention can avoid expensive reagents, and has simple and convenient preparation method, convenient operation and stable product structure, showing the superiority in preparing hierarchical porous microcapsule materials.

【技术实现步骤摘要】
一种分级孔二氧化硅微囊材料及其应用
本专利技术的技术方案涉及无机、有机以及高分子材料领域，具体涉及一种具有大孔-介孔结构的分级孔二氧化硅微囊的制备方法。
技术介绍
微囊因其结构优势和在多领域的高效能表现在近几十年引起了人们的广泛关注。壳层上有着多孔结构的微囊由于其具有低的密度、高比表面积、良好的渗透性能、充分暴露的内外表面等竞争优势可以广泛应用于催化(KongX,WuC,FengL,etal.Silica-basedhierarchicalporousJanusmicrocapsules:constructionandsupportofAunano-particlecatalystinside.[J].ChemicalCommunications,2017,53(57):8054.)、能源存储(YaoY,McdowellMT,RyuI,etal.InterconnectedSiliconHollowNanospheresforLithium-IonBatteryAnodeswithLongCycleLife[J].NanoLetters,2011,11(7):2949.)、药物可控释本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分级孔二氧化硅微囊材料，其特征为该方法由以下方法制得，包括以下步骤：（1）三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板的制备：将聚合交联剂、单体苯乙烯和引发剂混合液注入并浸没反应器中的胶体晶模板，然后将反应器放入恒温箱中，30～70℃预聚合1～10小时，然后在80～90℃聚合10～50小时，即得三维有序大孔高交联聚苯乙烯/胶体晶模板的复合物，将复合物表面的交联聚苯乙烯剥离，置于溶剂中超声分散，去除胶体晶模板，然后水洗至中性或无水乙醇清洗抽提，最后40～70℃真空干燥，即得到三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板；所述的胶体晶模板为二氧化硅胶体晶模板或聚丙烯酰胺胶体晶模板；所述的交联剂为二乙烯基苯；其中物料配比为...

【技术特征摘要】
1.一种分级孔二氧化硅微囊材料，其特征为该方法由以下方法制得，包括以下步骤：（1）三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板的制备：将聚合交联剂、单体苯乙烯和引发剂混合液注入并浸没反应器中的胶体晶模板，然后将反应器放入恒温箱中，30～70℃预聚合1～10小时，然后在80～90℃聚合10～50小时，即得三维有序大孔高交联聚苯乙烯/胶体晶模板的复合物，将复合物表面的交联聚苯乙烯剥离，置于溶剂中超声分散，去除胶体晶模板，然后水洗至中性或无水乙醇清洗抽提，最后40～70℃真空干燥，即得到三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板；所述的胶体晶模板为二氧化硅胶体晶模板或聚丙烯酰胺胶体晶模板；所述的交联剂为二乙烯基苯；其中物料配比为质量比交联剂二乙烯基苯:苯乙烯=10：0.1~3，引发剂为单体和交联剂质量之和的0.1%～10%；所述的引发剂为偶氮二异丁腈（AIBN）、偶氮二异庚腈、AlCl3·6H2O、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化二碳酸二异丙酯或过氧化苯甲酸特丁酯；所述的步骤（1）中的溶剂为氢氟酸（HF）、蒸馏水、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、甲苯或1,2-二氯乙烷；（2）三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板的磺化过程：为以下两种方法之一：方法一：将步骤（1）中得到的三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板置于反应器中，室温条件下抽真空，注入溶剂浸没三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板，溶胀12~24h；然后再将磺化试剂在氩气保护条件下注入，升温至60~80℃，冷凝回流进行磺化反应5min~4h；反应结束后加入终止剂终止反应，先用无水乙醇洗，再水洗至中性，无水乙醇抽提，最后真空干燥，得到磺化后的三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板；所述的步骤（2）中所述的磺化试剂为溶剂、乙酸酐和浓硫酸的混合液，其体积比为溶剂：乙酸酐：浓硫酸=1~5：0.1~3：0.1~1，每0.05g三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板加入10~20mL磺化试剂；所述的步骤（2）中溶胀所用的溶剂和磺化试剂中的溶剂相同，均为1,2-二氯乙烷、1,2-二氯甲烷或N,N-二甲基甲酰胺（DMF）；每0.05g三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板加入5~10mL终止剂；或者，方法二：将干燥的步骤（1）中得到的三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板置浸没于浓硫酸中，60-80oC恒温反应5min-4h，反应结束后，弃去液体，将固体水洗至上清液的pH值不变后，将所得产物真空干燥，即可得到磺化后的三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板；其中，物料配比为每0.05g三维有序大孔高交联聚苯乙烯材料加入10~20mL浓硫酸；（3）三维有序大孔高交联聚苯乙烯/二氧化硅复合物的制备方法：将步骤（2）得到的磺化的三维有序大孔高交联聚苯乙烯模板置于反应器中，25℃下注入无水乙醇和蒸馏水的混合液，将材料浸没溶胀8~12h后滴加正硅酸乙酯进行溶胶凝胶过程15~24h，反应结束后用无水乙醇清洗、无水乙醇抽提12~24h，60...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小梅，陈静，张旭，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12