纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法，属于Pickering细乳液技术领域。采用氧化铜晶粉制备纳米杂化氧化铜，将纳米杂化氧化铜加入去离子水和油性溶剂中，超声粉碎形成大分子自组装形式稳定Pickering细乳液；再次加入纳米杂化氧化铜，超声一定时间，乳液颜色发生变化；第三次加入纳米杂化氧化铜，超声一定时间，乳液颜色回到第一次制备的乳液颜色。纳米杂化氧化铜完成了稳定并双转相Pickering细乳液过程。本发明专利技术采用纳米氧化铜和高分子物质形成杂化体实施(助)稳定Pickering细乳液，并通过对杂化体浓度的调整可以实现双转相Pickering细乳液。

【技术实现步骤摘要】
纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法
本专利技术属于以纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法。此方法涉及胶体分散、杂化体自组装、催化、磁性材料、抗菌材料和光电材料等领域。
技术介绍
氧化铜作为众所周知的半导体材料，其禁带宽度为1.7eV，有很宽的光谱响应范围。纳米氧化铜作为一种重要的无机材料在催化、超导、陶瓷等领域中有广泛应用。纳米氧化铜粒子包覆传感器，可以大大提高传感器的响应速度、灵敏性和选择性；在催化方面，纳米氧化铜可以很好地光催化降解有机染料；纳米氧化铜是一种很好的光敏材料，同时也被用于玻璃和陶瓷的着色剂、尾气净化材料、触点材料等；纳米氧化铜还可作为火箭推进剂的燃速催化剂。自组装是指分子及纳米颗粒等结构单元在平衡条件下靠化学吸附或化学反应在底物上自发地形成热力学上稳定的、结构上确定的、性能上特殊的一维、二维甚至三维有序的空间结构的过程。自组装分为化学吸附自组装和物理吸附自组装。在液/液界面上的自组装具有一些优势。首先，液/液界面是一个准二维平面，是一个空间限定的区域，这样制备的纳米结构具有可控性和尺寸均一性。利用固体乳化剂在液/液界面自组装可以实施Pickering细乳液双转相过程。双转相是Pickering乳液的一种特殊转相现象。所谓的双转相是指活性剂在颗粒上的吸附使得颗粒从亲水到疏水再到亲水，因此这种体系稳定的乳液也会相应地发生从油/水型到水/油型再到油/水型的双转相现象。细乳液不存在常规乳液单体仓库液滴，只有均匀细乳液液滴，粒径一般稳定在50-500纳米。为了稳定细乳液液滴，一般除了(固体)乳化剂外还需要助稳定剂存在，一些高分子物质的支链在不同浓度下具有不同的舒展形态。本专利技术将纳米氧化铜和这些高分子物质形成杂化体形式可以改变纳米氧化铜的微观排布形式实施稳定和助稳定Pickering细乳液，通过对杂化体浓度调整可以实现双转相过程。此方法在催化、磁性材料、抗菌材料和光电材料等产业存在广阔应用前景，有明确的实用价值和创新性。
技术实现思路
本专利技术目的采用纳米氧化铜和高分子物质形成杂化体实施(助)稳定Pickering细乳液，并通过对杂化体浓度的调整可以实现双转相Pickering细乳液的制备。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：以纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法，按照下述步骤进行：(1)氧化铜晶粉的制备：常温下，将一定重量的碳酸盐水溶液B滴加到一定重量可溶性铜盐的溶液A中。滴加结束反应一定时间，然后离心分离出固体物料用不同的溶剂洗涤，加入指定温度干燥箱干燥固定时间。干燥后的粉体加入马弗炉按照一定的升温速度到指定温度灼烧一定时间，自然冷却至室温后得到晶化氧化铜粉体。步骤(1)碳酸盐水溶液B中碳酸盐是碳酸钠或碳酸钾，质量浓度为2-5％；铜离子水溶液A中可溶性铜盐是硫酸铜、硝酸铜或氯化铜，质量浓度为1-3％；溶液B滴加速度为溶液B质量的百分之一/分钟；溶液A和溶液B质量比为90-120:100。反应时间为1-2小时，离心分离转速8000转/分钟，时间10分钟，分离出固体料；再次分别用100倍固体料质量的去离子水和95％乙醇洗涤，反复洗涤三次；步骤(1)中干燥箱指定温度为90℃，时间2小时；马弗炉升温速率5℃/分钟，升温至400℃，灼烧时间3小时。得到的晶化氧化铜粉体，呈片状粉体，尺寸(15-25)纳米×(100-120)纳米。(2)纳米杂化氧化铜的制备：常温下，将定量的单体C、单体D和紫外光引发剂E溶解在特定溶剂F中，形成溶液G备用。将定量步骤(1)制备的氧化铜晶粉加入溶剂H中形成淤浆体J，然后置于带有紫外光源的超声波振荡器震荡腔内，启动超声预混一定时间后开启紫外光源。将定量的溶液G以一定的滴加速度加入淤浆体J；滴加完成后关闭紫外光源，继续保留超声震荡固定时间。超声结束后将超声波振荡器震荡腔内物料取出,离心分离出固体物料，然后用不同的溶剂洗涤，洗涤后的固体物料加入指定温度干燥箱干燥固定时间。自然冷却后得到纳米杂化氧化铜。步骤(2)中单体C指3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷等；单体D指甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯等单体中的一种；紫外光引发剂E指芳酰基膦氧化物和双苯甲酰基苯基氧化膦等；溶剂F指苯、甲苯、二甲苯等溶剂。溶液G中单体C、单体D、紫外光引发剂E和溶剂F的质量比例为0.5-1:1:0.03:10。步骤(2)中溶剂H是99％纯度的正丙醇或异丙醇；淤浆体J是步骤(1)制备的氧化铜晶粉和溶剂H质量比例为1-2:100的混合物。步骤(2)中500W超声预混时间为1小时，然后开启200W紫外光源。溶液G和淤浆体J质量比例为10-15:100，溶液G滴加速度为百分之一溶剂G质量/分钟。滴加完成后关闭紫外光源，继续保留超声震荡1小时。步骤(2)中物料离心分离转速20000转/分钟，时间10分钟，分离出固体料；再次分别用100倍固体料质量的去离子水和95％乙醇洗涤，反复三次后80℃干燥箱干燥2小时。(3)纳米杂化氧化铜稳定并双转相Pickering细乳液：称取一定量步骤(2)制备的纳米杂化氧化铜转移至敞口容器中，加入定量去离子水和油性溶剂后转入超声波振荡器震荡腔内中超声粉碎一定时间。粉碎后即形成大分子自组装形式稳定水包油型Pickering细乳液；再次加入定量步骤(2)制备的纳米杂化氧化铜，超声波振荡器震荡一定时间，乳液颜色发生变化，从水包油Pickering细乳液转成油包水型Pickering反相细乳液；第三次加入定量步骤(2)制备的纳米杂化氧化铜，超声波振荡器震荡一定时间，乳液颜色回到第一次制备的Pickering细乳液颜色，即从油包水转成水包油型Pickering细乳液。纳米杂化氧化铜完成了稳定并双转相Pickering细乳液过程。步骤(3)所述方法中油性溶剂是煤油或异庚烷等溶剂，油性溶剂和去离子水的质量比例为50:50。超声波振荡功率500W，每次震荡时间20分钟。纳米杂化氧化铜每次加入量为油性溶剂质量的0.5-1％，且每次加入量等同。本专利技术优点在于本专利技术利用纳米氧化铜和高分子物质形成杂化体形式实施(助)稳定Pickering细乳液，并通过对杂化体浓度调整实现双转相Pickering细乳液的方法。具有以下优点：1、纳米杂化氧化铜粒径为2-5纳米，且分散良好；2、自组装控制过程简单，纳米杂化氧化铜排布方式可控；3、控制杂化体浓度可以实现双转相Pickering细乳液。附图说明图1为实施例1步骤(1)制备的氧化铜片状粉体的扫描电镜图。图2为实施例1步骤(2)制备的纳米杂化氧化铜的扫描电镜图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1(1)氧化铜晶粉的制备：常温下，将90克质量浓度2％的碳酸钠水溶液以0.9克本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法，其特征在于，所述制备方法为：/n(1)纳米杂化氧化铜的制备：/n常温下，将定量的单体C、单体D和紫外光引发剂E溶解在特定溶剂F中，形成溶液G备用；将氧化铜晶粉加入溶剂H中形成淤浆体J，然后置于带有紫外光源的超声波振荡器震荡腔内，启动超声预混一定时间后开启紫外光源，将定量的溶液G以一定的滴加速度加入淤浆体J；滴加完成后关闭紫外光源，继续保持超声震荡一段时间；/n超声结束后将超声波振荡器震荡腔内物料取出，离心分离出固体物料，然后用不同的溶剂洗涤，洗涤后的固体物料加入指定温度干燥箱干燥固定时间，自然冷却后得到纳米杂化氧化铜；/n其中，单体C为含有双键的硅烷偶联剂；单体D为丙烯酸酯类单体；/n(2)纳米杂化氧化铜制备稳定并双转相Pickering细乳液：/n称取步骤(1)制备的纳米杂化氧化铜转移至敞口容器中，加入定量去离子水和油性溶剂后转入超声波振荡器震荡腔内中超声粉碎一定时间，粉碎后形成大分子自组装形式稳定Pickering细乳液；/n再次加入定量步骤(1)制备的纳米杂化氧化铜，超声波振荡器震荡一定时间，乳液颜色发生变化；第三次加入定量步骤(1)制备的纳米杂化氧化铜，超声波振荡器震荡一定时间，乳液颜色回到第一次制备的Pickering细乳液颜色，纳米杂化氧化铜完成了稳定并双转相Pickering细乳液过程。/n...

【技术特征摘要】
1.一种纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法，其特征在于，所述制备方法为：
(1)纳米杂化氧化铜的制备：
常温下，将定量的单体C、单体D和紫外光引发剂E溶解在特定溶剂F中，形成溶液G备用；将氧化铜晶粉加入溶剂H中形成淤浆体J，然后置于带有紫外光源的超声波振荡器震荡腔内，启动超声预混一定时间后开启紫外光源，将定量的溶液G以一定的滴加速度加入淤浆体J；滴加完成后关闭紫外光源，继续保持超声震荡一段时间；
超声结束后将超声波振荡器震荡腔内物料取出，离心分离出固体物料，然后用不同的溶剂洗涤，洗涤后的固体物料加入指定温度干燥箱干燥固定时间，自然冷却后得到纳米杂化氧化铜；
其中，单体C为含有双键的硅烷偶联剂；单体D为丙烯酸酯类单体；
(2)纳米杂化氧化铜制备稳定并双转相Pickering细乳液：
称取步骤(1)制备的纳米杂化氧化铜转移至敞口容器中，加入定量去离子水和油性溶剂后转入超声波振荡器震荡腔内中超声粉碎一定时间，粉碎后形成大分子自组装形式稳定Pickering细乳液；
再次加入定量步骤(1)制备的纳米杂化氧化铜，超声波振荡器震荡一定时间，乳液颜色发生变化；第三次加入定量步骤(1)制备的纳米杂化氧化铜，超声波振荡器震荡一定时间，乳液颜色回到第一次制备的Pickering细乳液颜色，纳米杂化氧化铜完成了稳定并双转相Pickering细乳液过程。


2.根据权利要求1所述纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法，其特征在于：步骤(1)所述氧化铜晶粉是以碳酸盐水溶液和铜离子水溶液为原料，反应生成的固体经干燥、灼烧后得到。


3.根据权利要求1所述纳米杂化氧化铜自组装形式稳定并双转相Pickering细乳液的方法，其特征在于：干燥是在温度为90℃，干燥时间2小时；灼烧是在马弗炉升温速率5℃/分钟，升温至400℃，灼烧时间3小时，得到的晶化氧化铜粉体。


4.根据权利要求1所述纳米杂化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震乾，刘芳，林永周，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32