一种以纳米球形聚电解质刷为微反应器制备纳米氧化锌的方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种以纳米球形聚电解质刷为微反应器合成纳米氧化锌的方法及其应用。该方法是以100～140nm的聚合物微球为原料，采用热控乳液聚合方法引发单体在聚合物微球表面接枝聚合，得到粒径为140～300nm的球形聚电解质刷；加入二价锌盐水溶液后，在静电作用下二价锌离子进入聚电解质刷内部，并在沉淀剂的作用下，原位反应得到均匀分布在纳米球形聚电解质刷内部的纳米氧化锌粒子。将负载有氧化锌颗粒的纳米球形聚电解质刷体系在一定条件下煅烧，可除去聚电解质刷，得到纳米尺寸的纯氧化锌颗粒。这种利用球形聚电解质刷为微反应器合成的纳米氧化锌颗粒粒径小，分布均匀，是一种理想的高效纳米光催化剂，可在水净化等领域得到广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米氧化锌的制备方法及其应用，具体地说是先利用热控乳液聚合方法制备球形聚电解质刷，再以球形聚电解质刷为纳米反应器通过原位合成方法制备得到纳米氧化锌复合粒子，最后将作为纳米反应器的球形聚电解质刷移除，得到粒径小、粒径分布均匀的纳米氧化锌粒子。得到的纳米氧化锌粒子可作为光催化剂，应用于水净化等领域。
技术介绍
当聚电解质分子的一端以极高的接枝密度连接于球形基体表面或界面时，由于聚电解质链之间的体积排除和静电排斥效应，它们的自由端便会极力向外伸展从而形成一种核-壳结构的高分子组装纳米结构，即所谓的球形聚电解质刷。这种独特的结构强化了聚电解质链富集反离子的Donnan效应，从而能够吸附和浓缩反离子。而这种特性也就为制备可控的纳米器件，纳米金属复合粒子开辟了一条新途径。因此，我们可以利用纳米球形聚电解质刷作为纳米微反应器采用原位合成方法来制备纳米氧化锌粒子。1999年本申请的第一专利技术人实现了光乳液聚合制备纳米球形聚电解质刷，即将光引发剂覆在核表面并在紫外光照射下引发单体原位聚合生成尺寸在100 200纳米的球形聚电解质刷(Macromolecules 1999, 32,60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以纳米球形聚电解质刷为微反应器制备纳米氧化锌的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将去离子水、纳米聚丁二烯微球乳液以及引发剂过硫酸钾或过硫酸胺加入反应器中充分搅拌溶解，搅拌的转速控制在300～500转/分钟；抽充氮气3～5次，升高温度至70～80℃，继续反应半小时，然后将水溶性单体丙烯酸在氮气保护下滴加入反应器中，反应1～2小时后结束，即可得到粒径为140～300纳米的具有核壳结构的纳米球形聚电解质刷乳液；（2）将步骤（1）中得到的具有核壳结构的纳米球形聚电解质刷乳液用截留分子量为10000～15000克/摩尔的透析袋进行透析，直至透析出的水电导率不再变化；（3）在步骤（2）中得到的透析...

【技术特征摘要】
1.一种以纳米球形聚电解质刷为微反应器制备纳米氧化锌的方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将去离子水、纳米聚丁二烯微球乳液以及引发剂过硫酸钾或过硫酸胺加入反应器中充分搅拌溶解，搅拌的转速控制在300 500转/分钟；抽充氮气3 5次，升高温度至 70 80°C，继续反应半小时，然后将水溶性单体丙烯酸在氮气保护下滴加入反应器中，反应I 2小时后结束，即可得到粒径为140 300纳米的具有核壳结构的纳米球形聚电解质刷乳液；(2)将步骤(I)中得到的具有核壳结构的纳米球形聚电解质刷乳液用截留分子量为 10000 15000克/摩尔的透析袋进行透析，直至透析出的水电导率不再变化；(3)在步骤(2)中得到的透析后的聚电解质刷乳液中加入无机碱氢氧化钾或氢氧化钠溶液，搅拌O. 5 I小时，使得聚电解质刷上的羧基充分解离；所述无机碱的加入量为所述具有核壳结构的纳米球形聚电解质刷中羧基摩尔量的15 20% ；(4)将步骤(3)中得到的羧基充分解离的纳米球形聚电解质刷乳液与浓度为O.001 O.002摩尔/升的醋酸锌或六水合硝酸锌的水溶液充分混合并加入反应器中，抽充氮气3 5次，升高温度至70 80°C，搅拌的转速控制在300 500转/分钟，继续搅拌O. 5 I小时以保证锌离子充分进入并吸附在纳米球形聚电解质刷内，之后将沉淀剂六亚甲基四胺在氮气保护下滴加入反应器中，滴加速度控制在I 2滴/秒；滴加完毕后，保持反应条件不变，继续反应2 3小时，即可得到负载在纳米球...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭虹，张锐，李文玥，李公生，许军，李莉，房鼎业，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：