一种硼酸铜/SiO2复合微粒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种通过超声分散制备不同厚度壳层的硼酸铜/SiO2复合微球的方法。该制备方法以水作为分散介质，将经超声分散的硼砂溶液和硝酸铜溶液混合均匀制备硼酸铜微粒，将反应混合物过滤洗涤超声分散到无水乙醇或正丁醇中，加入正硅酸乙酯混合均匀。加入氨水控制pH值，超声得到经SiO2包覆的硼酸铜微粒。本制备方法具有反应不需要加热、合成工艺简便、反应介质绿色坏保等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硼酸铜/SiO2复合微粒的制备方法，具体地讲，本专利技术涉及一种以 水、无水乙醇或正丁醇为分散介质在室温下制备硼酸铜/SiO2复合微粒的方法。
技术介绍
硼酸盐可以用于光学、摩擦学和阻燃材料等多方面的研究。硼酸盐用于润滑油添 加剂的研究始于上个世纪。近年来，文献报道纳米结构的硼酸盐已经工业化。随着合成技术的不断发展，人们利用多种手段合成纳微结构的硼酸盐，比如水热 法、微乳液法、溶胶凝胶和固相反应法等方法制备硼酸盐。田玉美等人通过微乳液法成功制备了 硼酸锌纳米微球，发现该微球在基础油中具有良好的减摩效果。核壳型复合微粒是以一种物质为核而以另外一种物质为壳层的微粒，壳层可以是 无机物也可以是有机和高分子材料。核壳型复合微粒因可以同时具有两种物质的性能而受 到人们的关注。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种以硼酸铜为核，以SiO2为壳层 的复合微粒的制备方法。本专利技术通过如下措施来实现—种硼酸铜/SiO2复合微粒的制备方法，步骤如下(1)超声分散制备硼砂溶液和硝酸铜溶液，将硼砂溶液和硝酸铜溶液充分混合至 体系出现沉淀，将沉淀过滤、洗涤得到滤饼；(2)将滤饼超声分散到无水乙醇或正丁醇中，加入正硅酸乙酯混合均勻，然后加入 碱性物质调节PH值，超声处理得到硼酸铜/SiO2复合微粒。所制备的复合微粒在20nm-70nm 之间。前述的制备方法，优选的方案是，步骤(1)所述硝酸铜溶液的浓度为0. 8-1. Imol/ L，所述硼砂溶液的浓度为0. 09-0. llmol/L.更加优选的是，所述硝酸铜溶液的浓度为 1. Omol/L，所述硼砂溶液的浓度为0. 10mol/Lo前述的制备方法，优选的方案是，步骤(1)所述体系中硝酸铜与硼砂的摩尔比为 1 1-1.2。前述的制备方法，优选的方案是，步骤(1)中用无水乙醇洗涤得到滤饼。前述的制备方法，优选的方案是，步骤(2)所述正硅酸乙酯与硼砂的摩尔比为 0. 04-0.13 I0前述的制备方法，优选的方案是，步骤(2)所述碱性物质为氨水，调节PH值在8-10 之间。更加优选的是，调节PH = 9。 前述的制备方法，优选的方案是，步骤(2)所述超声处理时间不低于lOmin。更加 优选的是，所述超声处理时间为10-20min。前述的制备方法，优选的方案中，超声频率控制为30-50KHZ，更优选的是40KHz。本专利技术通过超声分散得到硼砂溶液和硝酸铜溶液，将硼砂溶液和硝酸铜溶液充分 混合得到纳微结构的硼酸铜。将反应混合物过滤洗涤超声分散到无水乙醇或正丁醇中，力口 入正硅酸乙酯混合均勻。加入氨水控制PH值，超声得到经SiO2包覆的硼酸铜微粒。本发 明以超声分散法制备硼酸盐/SiO2具有独特的优势，比如溶质可以充分分散、制备方法简便 可靠、重复性好等。本专利技术所有反应在室温下进行，反应以水、乙醇或正丁醇为分散介质。 通过控制正硅酸乙酯的加入量得到不同厚度的SiO2壳层，所制备复合微粒在20nm-70nm之 间。该方法具有反应在室温下进行(不需要加热)，合成工艺简便，绿色环保等优点。除此之外，本专利技术的技术优势还体现在1、壳层SiO2厚度可以通过正硅酸乙酯的加入量来控制，易于操作。2、所用分散介质绿色环保。 3、壳层的包覆可以通过pH值加以控制，便于实施。附图说明图1是实施例3所得硼酸铜/SiO2复合微粒TEM照片。 具体实施例方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的技术方案，但保护范围不限于此。实施例中所用原料皆为市售商品，原料易得。若工业化实施，等比例放大即可。本专利技术的一般操作一种硼酸铜/SiO2复合微粒的制备方法，步骤如下(1)超声 分散制备硼砂溶液和硝酸铜溶液，将硼砂溶液和硝酸铜溶液充分混合至体系出现沉淀，将 沉淀过滤、洗涤得到滤饼；(2)将滤饼超声分散到无水乙醇或正丁醇中，加入正硅酸乙酯混 合均勻，然后加入碱性物质调节PH值，超声处理得到硼酸铜/SiO2复合微粒。正硅酸乙酯先水解生成单硅酸，硅酸之间缩合得到Si02。二氧化硅在碱性条件下 带负电，山于静电吸引得到硼酸铜表面的包覆形成共价键。加入的正硅酸乙酯越多其包覆 层厚度越大。实施例1 超声分散制备0. 8mol/L的硝酸铜溶液3ml和0. 09mol/L硼砂溶液30ml。 将两种溶液混合体系出现沉淀，将沉淀过滤、用无水乙醇洗涤得到滤饼。将滤饼超声分散到 无水乙醇中，加入3ml正硅酸乙酯。向体系中加入氨水使体系的pH值等于8，然后在室温下 超声15min。得到球状硼酸铜/SiO2微粒，微粒粒径约50nm壳层厚度约5nm。实施例2 超声分散制备1. lmol/L的硝酸铜溶液3ml和0. llmol/L硼砂溶液30ml。 将两种溶液混合体系出现沉淀，将沉淀过滤、用无水乙醇洗涤得到滤饼。将滤饼超声分散到 正丁醇中，加入5ml正硅酸乙酯。向体系中加入氨水使体系的pH值等于10，然后在室温下 超声lOmin。得到球状硼酸铜/SiO2微粒，微粒粒径约50nm壳层厚度约lOnm。实施例3 超声分散制备1. 0mol/L的硝酸铜溶液3ml和0. lOmol/L硼砂溶液30ml。 将两种溶液混合均勻体系出现沉淀，将沉淀过滤、用无水乙醇洗涤得到滤饼。将滤饼超声分 散到正丁醇中，加入4ml正硅酸乙酯。向体系中加入氨水使体系的pH值等于9，然后在室温下超声20min。得到球状硼酸铜/SiO2微粒，微粒粒径约50nm壳层厚度约10nm。图1是实施例3所得硼酸铜/SiO2复合微粒TEM照片，这说明SiO2成功包覆于硼酸铜的表面壳层厚度约lOnm。权利要求1.一种硼酸铜/SW2复合微粒的制备方法，其特征是，步骤如下(1)超声分散制备硼砂溶液和硝酸铜溶液，将硼砂溶液和硝酸铜溶液充分混合至体系 出现沉淀，将沉淀过滤、洗涤得到滤饼；(2)将滤饼超声分散到无水乙醇或正丁醇中，加入正硅酸乙酯混合均勻，然后加入碱性 物质调节PH值，超声处理得到硼酸铜/SiA复合微粒。2.权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(1)所述硝酸铜溶液的浓度为 0. 81. lmol/L，所述硼砂溶液的浓度为0. 09-0. llmol/L。3.权利要求2所述的制备方法，其特征是，所述硝酸铜溶液的浓度为l.Omol/L，所述硼 砂溶液的浓度为0. 10mol/Lo4.权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(1)所述体系中硝酸铜与硼砂的摩尔比 为 1 1-1. 2。5.权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤(1)中用无水乙醇洗涤得到滤饼。6.权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤( 所述正砖酸乙酯与硼砂的摩尔比为 0. 04-0.13 I07.权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤( 所述碱性物质为氨水，调节PH值在 8-10之间。8.权利要求7所述的制备方法，其特征是，调节pH= 9。9.权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤( 所述超声处理时间不低于lOmin。10.权利要求9所述的制备方法，其特征是，所述超声处理时间为10-20min。全文摘要本专利技术公开了一种通过超声分散制备不同厚度壳层的硼酸铜/SiO2复合微球的方法。该制备方法以水作为分散介质，将经超声分散的硼砂溶液和硝酸铜溶液混合均匀制备硼酸铜微粒，将反应混合物过滤洗涤超声分本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种硼酸铜／ＳｉＯ２复合微粒的制备方法，其特征是，步骤如下：（１）超声分散制备硼砂溶液和硝酸铜溶液，将硼砂溶液和硝酸铜溶液充分混合至体系出现沉淀，将沉淀过滤、洗涤得到滤饼；（２）将滤饼超声分散到无水乙醇或正丁醇中，加入正硅酸乙酯混合均匀，然后加入碱性物质调节ｐＨ值，超声处理得到硼酸铜／ＳｉＯ２复合微粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾正锋，仪修杰，滕谋勇，班朝磊，赵利民，邵鑫，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：37