无机纳米材料、有机纳米材料、杂化纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种无机纳米材料、有机纳米材料、杂化纳米材料及其制备方法，利用石脑油作为连续相，以醇类化合物作为助乳化剂，形成了纳米级的反向胶束体系，并以该反向胶束体系作为微反应器，利用反相胶束法分别形成了无机纳米材料、有机纳米材料和杂化纳米材料。由于石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物适用于较宽的pH值范围和反应温度，因此，本发明专利技术提供的制备方法反应易于控制。并且，本发明专利技术利用反相胶束法制备无机纳米材料工艺简单，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料
，更具体地说，涉及一种。
技术介绍
纳米材料的比表面积大，在纳米和分子水平范围内具有应用特性，成为材料科学中最为热门和前沿的研究领域。纳米材料主要包括无机纳米材料、有机纳米材料以及无机-有机杂化纳米材料。作为无机纳米材料，无机陶瓷材料及无机陶瓷纳米材料在能源、电子、超导材料、半导体、光电子材料、传感、激光、环境及生物技术等领域得到广泛应用；具有高介电常数的多金属氧化物纳米陶瓷则为新型超级电容电池的制备提供了原料。有机纳米材料的形态结构稳定，在具有小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应的同时，还具有温度、pH值、电场和磁场等响应性。无机-有机纳米杂化材料是科技进步的产物，其兼具聚合物的低密度、高韧性、可塑性以及无机材料的透明性、高折射性、表面坚硬性等诸多优良性质，从而无机-有机杂化纳米材料在光学、催化、微电子、包装、生物、制药等行业都具有巨大的潜在应用。以其在电介质物理学领域的应用为例，无机-有机纳米杂化材料中的无机陶瓷材料作为电介质，其极化为“原子极化”，具有代表性的材料为金属氧化物、双金属氧化物以及多金属氧化物等；与之相对的，无机-有机纳米杂化材料中的有机材料作为电介质，其极化为“电子极化”，具有代表性的材料为导电高分子类材料。相关研究人员对无机纳米材料、有机纳米材料以及无机-有机杂化纳米材料的制备方法进行了广泛的研究。例如，申请号为200710072263. 3的中国专利文献报道了一种聚酰亚胺/无机纳米杂化材料的制备方法，采用溶胶凝胶法制备无机氧化物纳米粒子，在溶胶凝胶反应过程中加入改性剂亚胺环基硅烷，得到无机-有机复合体纳米颗粒；将无机-有机复合体纳米颗粒分散于聚酰胺酸溶液中，加热处理后得到了聚酰亚胺/无机纳米杂化材料。该方法对纳米杂化材料的制备温度以及PH值要求苛刻，无法在较低温度、强酸或强碱条件下反应。本专利技术人考虑，分别提供一种，该方法工艺简单，反应易于控制，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种，该方法工艺简单，反应易于控制。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种无机纳米材料的制备方法，包括以下步骤步骤al)将钛源化合物的酸性溶液、石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物混合，搅拌后形成乳液体系；步骤a2)向所述乳液体系中加入A源化合物溶液，调节pH值，反应后得到无机纳米材料，所述A源化合物为锶源化合物和/或钡源化合物。优选的，所述非离子型乳化剂为烷基酚与环氧乙烷的缩合物或聚氧乙烯-8-辛基苯基醚。优选的，所述醇类化合物为正丁醇。优选的，步骤al)后还包括调节所述乳液体系的pH值至中性。 优选的，所述步骤a2)的反应温度为70 80°C，反应时间为2 5小时。本专利技术还提供一种有机纳米材料的制备方法，包括以下步骤步骤bl)将过硫酸铵的酸性溶液、石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物混合，搅祥后形成乳液体系；步骤b2)向所述乳液体系中加入反应单体,反应后得到有机纳米材料,所述反应单体为苯胺、吡咯或噻吩。优选的，所述非离子型乳化剂为烷基酚与环氧乙烷的缩合物或聚氧乙烯-8-辛基苯基醚。优选的，所述醇类化合物为正丁醇。优选的，所述步骤b2)的反应温度为O 5°C，反应时间为2 5小时。本专利技术还提供一种杂化纳米材料的制备方法，包括以下步骤步骤Cl)将钛源化合物的酸性溶液、石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物混合，搅拌后形成乳液体系；步骤c2)向所述乳液体系中加入A源化合物溶液，调节pH值，反应后得到无机纳米材料，所述A源化合物为锶源化合物和/或钡源化合物；步骤c3)向所述无机纳米材料中依次加入过硫酸铵的酸性溶液和反应单体的酸性溶液，聚合反应后得到杂化纳米材料，所述反应单体为苯胺、吡咯或噻吩。优选的，所述非离子型乳化剂为烷基酚与环氧乙烷的缩合物或聚氧乙烯-8-辛基苯基醚。优选的，所述醇类化合物为正丁醇。优选的，步骤Cl)后还包括调节所述乳液体系的pH值至中性。优选的，所述步骤c2)的反应温度为70 80°C，反应时间为2 5小时。优选的，所述步骤c3)的反应温度为O 5°C，反应时间为2 5小时。本专利技术提供一种无机纳米材料的制备方法，包括以下步骤将钛源化合物的酸性溶液、石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物混合，搅拌后形成乳液体系；向所述乳液体系中加入A源化合物溶液，调节pH值，反应后得到无机纳米材料。与现有技术相比，本专利技术利用石脑油作为连续相，以醇类化合物作为助乳化剂，形成了纳米级的反向胶束体系，并以该反向胶束体系作为微反应器，钛源化合物与A源化合物反应后形成了无机纳米材料。由于石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物适用于较宽的PH值范围和反应温度，因此，本专利技术提供的制备方法反应易于控制。并且，本专利技术利用反相胶束法制备无机纳米材料工艺简单，适于工业化生产。本专利技术还提供一种有机纳米材料的制备方法，利用石脑油作为连续相，以醇类化合物作为助乳化剂，形成了纳米级的反向胶束体系，并以该反向胶束体系作为微反应器，反应单体经聚合反应后形成了有机纳米材料。由于石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物适用于较宽的PH值范围和反 应温度，因此，本专利技术提供的制备方法反应易于控制。并且，本专利技术利用反相胶束法制备有机纳米材料工艺简单，适于工业化生产。并且，本专利技术还提供一种杂化纳米材料的制备方法，以石脑油作为连续相，以醇类化合物作为助乳化剂，形成了纳米级的反向胶束体系，并以该反向胶束体系作为微反应器，从而利用反相胶束法合成无机纳米材料，然后向无机纳米材料中依次加入过硫酸铵的酸性溶液和反应单体的酸性溶液，聚合反应后得到“嵌入式”结构的杂化纳米材料。由于石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物适用于较宽的PH值范围和反应温度，因此，本专利技术提供的制备方法反应易于控制。并且，本专利技术提供的杂化纳米材料的制备方法工艺简单，适于工业化生产。附图说明图I为本专利技术提供的杂化纳米材料的结构示意图；图2为本专利技术实施例I制备的钛酸锶纳米材料的X-射线衍射图谱；图3为本专利技术实施例I制备的钛酸锶纳米材料的透射电子显微图片；图4为本专利技术实施例4制备的钛酸锶-聚苯胺杂化纳米材料的透射电子显微图片;图5为本专利技术实施例4制备的钛酸锶-聚苯胺杂化纳米材料的透射电子显微图片;图6为本专利技术实施例I制备的钛酸锶纳米材料、实施例4制备的钛酸锶-聚苯胺杂化纳米材料和实施例16制备的聚苯胺纳米材料进行红外光谱图。具体实施例方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开了一种无机纳米材料的制备方法，包括以下步骤步骤al)将钛源化合物的酸性溶液、石脑油、非离子型乳化剂和醇类化合物混合，搅拌后形成乳液体系；步骤a2)向所述乳液体系中加入A源化合物溶液，调节pH值，反应后得到无机纳米材料，所述A源化合物为锶源化合物和/或钡源化合物。在上述制备过程中，本专利技术以石脑油作为连续相，以醇类化合物作为助乳化剂，形成了纳米级的反向胶束体系，并以该反向胶束体系作为微反应器，钛源化合物与A源化合物反应后形成了无机纳米材料。其中，反向胶束是指水溶液液滴(分散相)在乳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏恺，
申请(专利权)人：苏恺，
类型：发明
国别省市：