一种环状酚醛胶体颗粒及其制备方法和采用其制备的环状碳胶体颗粒技术

本发明专利技术公开了一种环状酚醛胶体颗粒及其制备方法和采用其制备的环状碳胶体颗粒，所述环状酚醛胶体颗粒的制备方法包括：

【技术实现步骤摘要】
Hollow Spheres
–
A Template for Core
–
Shell Nanorings,ACS Appl.Mater.Interfaces.,2016,8,10451)
中采用反应离子蚀刻来制备二氧化硅环
。
具体做法是在单分散的聚苯乙烯球上生长二氧化硅，然后通过高温煅烧除去聚苯乙烯球，得到中空的二氧化硅球
。
将二氧化硅球转移至空气
/
水界面并形成单层膜，再小心地将单层膜转移至基底上，对二氧化硅球的单层膜进行离子蚀刻即得到二氧化硅环
。
该方法合成的二氧化硅环可调控性差，操作复杂，难以大批量制备
。
[0007](5)
文献
(Gold Nanoparticle Coated Carbon Nanotube Ring with Enhanced Raman Scattering and Photothermal Conversion Property for Theranostic Applications,J.Am.Chem.Soc.,2016,138,22,7005)
采用乳液法将碳纳米管相互缠绕成环状结构，得到碳纳米管环
。
具体做法是将单壁碳纳米管分散在含1％甲苯的二甲基甲酰胺中，再加入水，形成乳液，随着二甲基甲酰胺不断向水中扩散，分散相体积分数不断减小，碳纳米管会相互缠绕
、
卷曲成环状结构，碳纳米管环之间由范德华力限制，能稳定分散在水中，并可以通过调节碳纳米管长度
、
甲苯与二甲基甲酰胺的比例来控制碳纳米管环的直径，但该方法制备的环状结构不规则，影响进一步应用
。
[0008](6)
文献
(Colloidal Rings via a Site
‑
Selective Growth on Patchy Colloidal Disc Templates
，
Angew.Chem.Int.Ed.,2017,129,9807)
和专利
CN 108854871
中报道了利用补丁胶体作为模板制备了二氧化硅环状胶体颗粒
。
该方法能制备的环均一可控，并大批量制备，但仍不能有效避免环制备过程中聚集粘连，且限制于二氧化硅和金材料
。
[0009]上述这些方法合成的环形粒子多为二氧化硅
、
半导体
、
金属氧化物和金属合金材质，并且存在多分散性
、
可控性差
、
形貌规整性差
、
制备方法复杂
、
不能大批量制备的特点
。

技术实现思路

[0010]为了改善上述技术问题，本专利技术提供一种环状酚醛胶体颗粒及其制备方法和采用所述环状酚醛胶体颗粒制备的环状碳胶体颗粒
。
本专利技术方法简单高效，制备的环状酚醛胶体颗粒无聚集粘连，并且环状酚醛胶体颗粒及环状碳胶体颗粒尺寸均一，不粘连，可达到
100
％分散，且尺寸可调
。
[0011]本专利技术是通过以下技术方案实现：
[0012]一种环状酚醛胶体颗粒的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0013](1)
制备三明治结构的复合液滴，所述复合液滴的中间为聚合物盘，两端为非极性烷烃的半球形液滴帽；两个对称的所述半球形液滴帽将所述聚合物盘夹在中间形成三明治结构；所述复合液滴的表面具有“补丁”结构；
[0014](2)
将酚类单体
、
醛类单体与步骤
(1)
中所述复合液滴的分散液混合，在催化剂存在下进行酚醛聚合反应，去除所述复合液滴后，得到所述环状酚醛胶体颗粒
。
[0015]根据本专利技术，所述复合液滴的表面是指所述聚合物盘裸露处，即所述聚合物盘未被所述半球形液滴帽覆盖的表面
。
[0016]本专利技术中，“补丁”结构
(
英文：
Patch)
，指聚合物盘表面具有两种或者两种以上化学组成或性质
。
[0017]根据本专利技术，步骤
(1)
中，所述聚合物为聚苯乙烯
。
[0018]本专利技术的三明治结构的复合液滴中，所述复合液滴的中间为聚合物盘，如聚苯乙烯盘，两端为非极性烷烃如癸烷的半球形液滴帽，两个对称的所述半球形液滴帽将所述聚合物盘夹在中间形成三明治结构，使所述复合液滴的表面具有“补丁”结构，所述复合液滴的中间表面为聚合物盘的侧面，两端为两个非极性烷烃球形帽的表面
。
本专利技术采用三明治结构的复合液滴作为模板，酚醛只选择性的在聚合物盘的侧面生长，当复合液滴被除掉后，得到环状酚醛胶体颗粒
。
[0019]本专利技术中，所述三明治结构的复合液滴为现有技术产品，采用本领域已知方法制备
。
[0020]优选地，步骤
(1)
中，采用聚合物球在甲醇
、
水
、
非极性烷烃中进行分散聚合，制备三明治结构的复合液滴
。
[0021]根据本专利技术，步骤
(1)
具体为：将聚合物球
、
引发剂
、
稳定剂
、
丙烯酸酯类单体
、
非极性烷烃在甲醇和水混合溶剂中混合反应，制备三明治结构的复合液滴
。
[0022]根据本专利技术，步骤
(2)
中，所述复合液滴的分散液是指将步骤
(1)
中复合液滴分散在甲醇和水混合溶剂中
。
[0023]根据本专利技术，步骤
(2)
中，还可加入稳定剂提高粒子的分散程度，所述稳定剂可为离子型稳定剂，也可为非离子型稳定剂，如十二烷基硫酸钠，十六烷基三甲基溴化铵或聚乙烯吡咯烷酮，优选为聚乙烯吡咯烷酮；其中，反应体系中，稳定剂浓度为0～
100g/L
，优选为0～
40g/L
；更优选为5～
40g/L。
[0024]根据本专利技术，步骤
(2)
中，所述酚类单体为苯酚
、
间苯二酚
、
甲基苯酚
(
邻甲基苯酚
、
间甲基苯酚
、
对甲基苯酚
)、
苯基苯酚
(
邻苯基苯酚
、
间苯基苯酚
、
对苯基苯酚
)、
单取代苯酚
(
对叔丁基酚
、
壬基苯酚
、
腰果酚
、
二羟基联苯
、
对二羟基二苯基硫醚
、
双酚
A、
双酚
F、
双酚
S)、
双取代苯酚
(2,6
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种环状酚醛胶体颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)
制备三明治结构的复合液滴，所述复合液滴的中间为聚合物盘，两端为非极性烷烃的半球形液滴帽；两个对称的所述半球形液滴帽将所述聚合物盘夹在中间形成三明治结构；所述复合液滴的表面具有“补丁”结构；
(2)
将酚类单体
、
醛类单体与步骤
(1)
中所述复合液滴的分散液混合，在催化剂存在下进行酚醛聚合反应，去除所述复合液滴后，得到所述环状酚醛胶体颗粒
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(2)
中，所述复合液滴的分散液是指将步骤
(1)
中复合液滴分散在甲醇和水混合溶剂中
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤
(2)
中，还可加入稳定剂，所述稳定剂为离子型稳定剂，或为非离子型稳定剂，例如十二烷基硫酸钠，十六烷基三甲基溴化铵或聚乙烯吡咯烷酮
。
优选地，步骤
(2)
中，所述酚类单体为苯酚
、
间苯二酚
、
甲基苯酚
(
邻甲基苯酚
、
间甲基苯酚
、
对甲基苯酚
)、
苯基苯酚
(
邻苯基苯酚
、
间苯基苯酚
、
对苯基苯酚
)、
单取代苯酚
(
对叔丁基酚
、
壬基苯酚
、
腰果酚
、
二羟基联苯
、
对二羟基二苯基硫醚
、
双酚
A、
双酚
F、
双酚
S)、
双取代苯酚
(2,6
‑
二甲基苯酚
、2,4
‑
二甲基苯酚
、
二乙基苯酚
、2
‑
甲基
‑3‑
乙基苯酚
、2
‑
甲基
‑4‑
乙基苯酚
、2
‑
甲基
‑5‑
乙基苯酚
、2
‑
甲基
‑6‑
乙基苯酚
、3
‑
甲基
‑4‑
乙基苯酚
、3
‑
甲基
‑5‑
乙基苯酚
、2
‑
乙基
‑3‑
甲基苯酚
、2
‑
乙基
‑4‑
甲基苯酚
、2
‑
乙基
‑5‑
甲基苯酚
、3
‑
乙基
‑4‑
甲基苯酚
、
二正丙基苯酚
、
二异丙基苯酚
、
二正丁基苯酚
、
二仲丁基苯酚
、
二叔丁基苯酚
、
二正戊基苯酚
、
二异戊基苯酚
、
二叔戊基苯酚
、
二新丁基苯酚
)、
三取代苯酚
(
三甲基苯酚
、
三乙基苯酚
、
三丙基苯酚
)
中的至少一种
。
优选地，步骤
(2)
中，所述醛类单体为甲醛
、
多聚甲醛
、
三聚甲醛
、
乙醛
、
糖醛中的至少一种
。
优选地，步骤
(2)
中，酚类单体与醛类单体的摩尔比为
1:1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰，时尚，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：