一种对物质的表面进行包裹改性的方法技术

本发明专利技术公开了一种对物质的表面进行包裹改性的方法。作为本发明专利技术的一个方面，该方法可以通过将不同物质分散在不同的溶剂中，并加入水和氨水，使氨的浓度为0.15-10wt％，之后在搅拌或超声等操作下加入烷氧基硅烷，并在设定温度下反应，其后将反应所得的产物进行分离、洗涤、干燥，最后得到表面包覆SiO2或硅烷改性或包覆SiO2及改性的产品。本发明专利技术可以在多种不同物质表面包覆SiO2以及对这些物质的表面改性，包覆的SiO2或硅烷改性层的厚度可以通过控制加入烷氧基硅烷的种类和量进行自由调节。本发明专利技术方法的原料廉价易得、工艺简单、成本低廉、易于控制，产品质量稳定，工艺重复性好，并可以大大扩大原有材料的应用范围。尤为重要的是，本发明专利技术方法具有普适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对物质进行改性的方法，尤其涉及一种在高浓度氨水中对物质表面进行二氧化硅、硅烷包覆或改性的方法，属于无机功能材料

技术介绍
在过去的几十年中，材料科学不断地朝着交叉领域的方向发展，人们的研究不再局限于以往传统化合物，而转向对有机、无机、高分子以及生物材料的杂化。在众多的杂化材料中，核壳材料因其组成、大小和结构排列的不同而具有特殊的光、电、磁、热和化学性质，近年来备受科学家的关注。具有核壳结构的复合低维纳米材料，其内部和外部分别富集不同成分，显示出特 殊的双层或者多层结构，提供了将不同材料的优点集中到同一种体系中的可能；通过核与壳的功能复合与互补，调制出有别于核或壳本身的性能的新型功能材料，其应用和构建的必要性在各个领域越来越显著。比如，V2O3和VO2材料具有优异的光学、电学、磁学性质，从而使它们在热敏电阻材料、光电开关材料、智能窗材料、智能控温材料、红外探测材料、非线性电阻材料、气敏传感器、抗激光材料、光存储等领域具有广泛的应用前景。但是这些材料有一个致命的弱点，即，若长期曝露在空气中容易被空气中的氧气氧化。而如果在其表面包覆一层致密稳定的SiO2，则能明显提高其抗氧化性能，使其使用寿命延长。再比如在有毒物质表面包覆一层SiO2，可以大大降低其毒性。总之，复合材料具有一些单一材料没有的性能，大大提高一些材料的应用前景。一些材料由于单独使用由于存在与其他辅助材料的相容性问题，其效果受到大大得限制。而如果对这些材料进行改性，在材料的表面增加丰富的官能团，可以提高和拓展材料的本身性能及应用前景。比如TiO2具有独特的光催化性、优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能，在光催化剂、化妆品、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件等方面具有广阔的应用前景。而如果对TiO2的表面进行修饰，可以明显提高其光催化性能等。在橡胶、塑料、树脂中添加无机填料，可以形成杂化材料，提高材料的综合性能，但由于相容性问题，在一般情况下必须对无机填料进行表面改性，以提高填料和有机高分子材料的相容性。对于核壳材料的制备以及对材料的表面进行改性，目前有一些报道，但是这些方法普遍比较繁琐，过程复杂，成本高，很难找到简易的方法；而且，这些方法一般都是只对一种或者两种物质有效，实用范围有限，不能同时对一列物质进行包覆与改性，大大限制了它们的应用范围。目前，关于物质表面包覆SiO2日益增加，但是这些方法都是在一种物质表面包覆，没有普适性。包覆SiO2与改性的过程基本是将被包覆与改性物，TEOS或者硅烷偶联剂，乙醇，水等混合，然后再加入酸(如HCl)调节pH为3 5或者碱(如NaOH，氨水等)调节pH为8 9 (换算为氨的浓度为O. 005mmol)，从而得到产品。而此类方案最大的问题是只能适应于一种或者有限的几种物质的制备，如果改用其它物质，则反应条件要进行很多改变。其中，如果将酸性或者碱性进一步加强，烷氧基硅烷则很容易凝胶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供，从而克服现有技术中的不足。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下该对物质的表面进行包裹改性的方法包括如下步骤(I)将待包裹改性的原料物质与醇、水和氨水均匀混合形成分散液；(2)在步骤(I)所获分散液中加入烷氧基硅烷形成混合反应体系，并使所述混合反应体系在设定温度条件下充分反应，从而获得表面包覆SiO2和/或活性基团的目标产品O进一步的,所述原料物质包括粒径为2nm Icm的固体颗粒或胶体粒子。 进一步的，所述原料物质的材料可选自金属氧化物、氢氧化物、金属、盐、C和SiO2中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述金属氧化物可选自MgO，Al2O3，除钾和钙之外的第四周期金属元素的氧化物，除铷、锶、锝、钌之外的第五周期金属元素的氧化物，HfO2, W03，ReO2, PtO2, Tl2O3,PbO, Bi2O3中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述氢氧化物可选自Mg(OH)2、Al (OH)3、Mn(OH)2、Zn(OH)2, Fe (OH)2,Fe (OH) 3、Cu (OH)2, Cr (OH) 3和VO (OH) 2中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的,所述金属选自V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Pd、Ag、Cd、W 和 Au 中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述盐选自MgC03、CaCO3> BaCO3> MnCO3> ZnCO3> FeC03、CuCO3> Ag2C03、CaSO4、BaSO4' PdSO4、Ag2SO4' AgCl、CaC2O4' FeC2O4' ZnC2O4' BaC2O4、多酸盐和复盐中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、丙二醇和丙二醇单甲醚中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述烧氧基娃烧选自四乙氧基娃烧、四甲氧基娃烧、四正丙氧基娃烧、四异丙氧基娃烧、十~■烧基二甲氧基娃烧、十八烧基二甲氧基娃烧、甲基二甲氧基娃烧、丙基二甲氧基娃烧、丙基二乙氧基娃烧、异丁基二甲氧基娃烧、异丁基二乙氧基娃烧、羊基二甲氧基娃烧、羊基二乙氧基娃烧、甲基二乙酸氧基娃烧、甲基二丁丽月亏基娃烧、乙稀基二甲氧基娃烧、乙稀基二乙氧基娃烧、甲基乙稀基_■甲氧基娃烧、甲基乙稀基_■乙氧基娃烧、乙稀基二( β _甲氧基乙氧基娃烧)、Y-氣丙基二乙氧基娃烧、Y-氣丙基二甲氧基硅烷、Y-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-巯丙基三甲氧基娃烧、Y _疏丙基二乙氧基娃烧、N- ( β -氛乙基)-Y -氛丙基二甲氧基娃烧、N- ( β -氛乙基)_ Y _氨丙基二乙氧基娃烧、Ν_(β_氨乙基)-γ_氨丙基甲基二甲氧基娃烧、Y _氨丙基甲基二甲氧基娃烧、Y _氛丙基二甲氧基娃烧、Y _氛丙基甲基二乙氧基娃烧、β _氛乙基三甲氧基硅烷、β-氨乙基三乙氧基硅烷、氨乙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基甲基二乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、(N-全氟辛基磺酰基)_氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基二甲基乙氧基硅烷、十二氟癸基三甲氧基硅烷、二甲基~■甲氧基娃烧、_■甲基_■乙氧基娃烧、苯基二甲氧基娃烧、苯基二乙氧基娃烧、甲基苯基_■甲氧基娃烧、甲基苯基~■乙氧基娃烧、TK甲基_■娃氣烧、TK甲基_■娃氧烧、四甲基_■乙稀_■娃氧烧、_■甲基乙稀基甲氧基娃烧、_■甲基乙稀基乙氧基娃烧、_■甲基苯基甲氧基娃烧、_■甲基苯基乙氧基硅烷和硅氮烷中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。作为优选方案之一，所述混合反应体系包含O. 01_50wt%的待包裹改性的原料物质，l-90wt%的醇，3-90wt%的水，O. 15-10wt%的氨以及O. 001-30wt%的烧氧基娃烧。作为优选方案之一，步骤(2)中所述混合反应体系的反应温度在0°C至混合反应体系中所用溶剂的沸点。作为可实施的方案之一，步骤(I)中是通过将待包裹改性的原料物质与醇、水和 氨水混合后，搅拌或者超声lmin-48h，从而形成分散液的；而在步骤(2)中是将混合反应体系在设定温度条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对物质的表面进行包裹改性的方法，其特征在于，它包括如下步骤：(1)将待包裹改性的原料物质与醇、水和氨水均匀混合形成分散液；(2)在步骤(1)所获分散液中加入烷氧基硅烷形成混合反应体系，并使所述混合反应体系在设定温度条件下充分反应，从而获得表面包覆SiO2和/或活性基团的目标产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄驰，张依福，刘兴海，易生平，
申请(专利权)人：张家港楚人新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：