CN108714420A - 光磁响应性中空微球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种光磁响应性中空微球的制备方法，其特征在于包括下列步骤：①将钛酸正丁酯、六水硝酸铈和乙醇混合形成透明溶胶；②将透明溶液、乙醇和埃洛石纳米管超声混合，滴加醋酸搅拌均匀，用乙醇离心后550℃下焙烧5小时；③将表面活性剂Tween‑60与焙烧后的纳米管混合，抽真空后离心分离；④将四氧化三铁纳米粒子、步骤③得到的产物和甲苯混合搅拌，加入表面活性剂Span85，继续搅拌形成乳液，再滴加N’N‑二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸和过硫酸钾的混合液，通入氮气除氧后，经微波照射发生聚合得到中空的复合微球。与现有技术相比，本发明的优点在于：采用具有光磁响应性的纳米粒子稳定的乳液和微波辐射引发聚合得到中空微球，工艺简单高效，应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及到光催化材料，具体指一种光磁响应性中空微球的制备方法。
背景技术
日益严重的环境污染，已经严重地影响了人类的生活和发展。光催化技术以其室温反应和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能，成为一种理想的环境污染治理技术和洁净能源生产技术。光催化氧化法是近年来出现的高级水处理技术，半导体光催化剂二氧化钛由于无毒、价廉、稳定性高和优异的光电性能而引起了人们的广泛关注。而如何提高二氧化钛的光催化活性和在载体上的负载率和良好的分散性关系到光催化效果和应用，本专利发明了一种光催化可回收负载型中空微球，即将具有光催化性能的掺杂铈元素的二氧化钛负载到埃洛石纳米管表面，与磁性四氧化三铁粒子共同形成固态粒子稳定的乳液，再通过微波辐射聚合形成中空微球。该复合微球与同类产品比较具有高的比表面积、可回收性和高的光催化性能，应用范围广泛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是对现有技术的现状提供一种具有光催化活性的可回收的磁性埃洛石纳米管中空微球。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：光磁响应性埃洛石管中空微球，其特征在于其制备方法如下：
①将钛酸正丁酯、六水硝酸铈和乙醇超声混合3小时形成透明溶胶；
②将埃洛石纳米管与乙醇混合超声后，滴加透明溶胶和醋酸，搅拌24小时，用乙醇离心干燥后550℃下焙烧5小时；
③表面活性剂Tween-60与掺杂铈的二氧化钛的埃洛石纳米管超声混合30分钟，抽真空保持24小时，使表面活性剂进入纳米管内腔，离心后干燥；
④将四氧化三铁纳米粒子、步骤③得到的产物、甲苯和过硫酸钾搅拌混合，加入表面活性剂Span85，搅拌30分钟形成固态粒子稳定的水包油乳液，再滴加N’N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸的混合液，通入氮气除氧搅拌20分钟，经微波辐射发生聚合得到中空的复合微球。
所述钛酸正丁酯(克)和乙醇(毫升)比例为0.5～2；
所述埃洛石纳米管(毫克)、乙醇(毫升)和透明溶胶(毫升)的比例为10:1:1～100:10:1；醋酸为0.5～2毫升；
所述铈元素和钛元素的原子比为1～40；
所述表面活性剂Tween-60的质量为0.5～3克；
所述的四氧化三铁纳米粒子、装载Tween-60的含铈二氧化钛复合埃洛石纳米管、过硫酸钾、甲苯和Span85的质量比例为(0.01～1)克:(0.01～1)克:(0.1～1)克:(2～5)毫升:(0.1～0.5)毫升；
所述N’N-二甲基丙烯酰胺体积为0.1～2毫升，甲基丙稀酸体积为0.1～2毫升；
所述微波功率为600W，反应温度80℃，反应时间30分钟。
与现有技术相比，本发明所提供的中空微球，采用的是微波聚合法，装载表面活性剂的复合埃洛石和改性磁性铁粒子在油表面形成稳定乳液，再加入聚合物单体和引发剂，通过微波引发聚合，使复合埃洛石管磁性铁粒子在油滴表面上形成包覆在油滴上的壳层，然后通过后期离心、洗涤、干燥，得到具有微纳米孔结构的光磁响应空腔微球；不仅大大提高了比表面积，而且具有良好光催化性能和可回收性，该复合埃洛石空腔微球制备条件温和，工艺简单，原材料价格便宜易得，便于推广和应用。
具体实施方式
以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1制备方法如下：
①将2克钛酸正丁酯、0.01克六水硝酸铈和2毫升乙醇超声混合2小时形成透明溶胶；
②将50毫克埃洛石纳米管与0.5毫升乙醇混合超声后，滴加0.5毫升的透明溶胶和0.5毫升的醋酸，搅拌24小时，用乙醇离心洗涤，再用水离心洗涤后550度下焙烧5小时；
③1克表面活性剂Tween-60与掺杂铈的二氧化钛埃洛石纳米管超声混合20分钟，抽真空保持24小时，使表面活性剂进入纳米管内腔，离心后干燥；
④将0.15克四氧化三铁纳米粒子、步骤③得到的产物、0.1克过硫酸钾和2毫升甲苯搅拌混合，加入0.1毫升表面活性剂Span85，搅拌30分钟形成水包油乳液，再滴加 0.1毫升N’N-二甲基丙烯酰胺和0.1毫升甲基丙烯酸的混合液，通入氮气除氧搅拌20分钟，经微波辐射，辐射时间为30分钟，反应温度80℃，发生聚合得到中空的复合微球。
经粒度仪检测，微球粒度分布在3～20微米之间。
实施例2的制备方法如下：
①将3克钛酸正丁酯、0.02克六水硝酸铈和5毫升乙醇超声混合2小时形成透明溶胶；
②将70毫克埃洛石纳米管与1毫升乙醇混合超声后，滴加0.6毫升的透明溶胶和0.5毫升的醋酸，搅拌24小时，用乙醇离心干燥后550℃下焙烧5小时；
③2克表面活性剂Tween-60与掺杂铈的二氧化钛埃洛石纳米管超声混合20分钟，抽真空保持24小时，使表面活性剂进入纳米管内腔，离心后干燥；
④将0.2克四氧化三铁纳米粒子、步骤③得到的产物、0.15克过硫酸钾和3毫升甲苯搅拌混合，加入0.3毫升表面活性剂Span85，搅拌30分钟形成固体颗粒稳定的乳液，再滴加0.3毫升N’N-二甲基丙烯酰胺和0.3毫升甲基丙烯酸的混合液，通入氮气除氧搅拌20分钟，经微波辐射，辐射时间为30分钟，反应温度80℃，发生聚合得到中空的复合微球。
经粒度仪检测，微球粒度分布在3～20微米之间。
实施例3的制备方法如下：
①将5克钛酸正丁酯和0.04克六水硝酸铈、8毫升乙醇超声混合2小时形成透明溶胶；
②将100毫克埃洛石纳米管与2毫升乙醇混合超声后，滴加1毫升的透明溶胶和1毫升的醋酸，搅拌24小时，用乙醇离心干燥后550℃下焙烧5小时；
③4克表面活性剂Tween-60与掺杂铈的二氧化钛的埃洛石纳米管超声混合20分钟，抽真空保持24小时，使表面活性剂进入纳米管内腔，离心后干燥；
④将0.3克四氧化三铁纳米粒子、步骤③得到的产物、0.2毫升过硫酸钾和4毫升甲苯搅拌混合，加入0.5毫升表面活性剂Span85，搅拌30分钟形成固体粒子稳定的乳液，再滴加0.5毫升N’N-二甲基丙烯酰胺和0.5毫升甲基丙烯酸的混合液，通入氮气除氧搅拌20分钟，经微波辐射，辐射时间为30分钟，反应温度80℃，发生聚合得到中空的复合微球。
Claims (3)
1.一种光磁响应的中空埃洛石管微球，其特征在于其制备方法如下：
①将钛酸正丁酯、六水硝酸铈和乙醇超声混合2小时形成透明溶胶，所述钛酸正丁酯(克)和乙醇(毫升)比例为0.5～2；
②将埃洛石纳米管与乙醇混合超声后，滴加透明溶胶和醋酸，搅拌24小时，用乙醇离心干燥后550℃下焙烧5小时；所述埃洛石纳米管(毫克)、乙醇(毫升)和透明溶胶(毫升)的比例为10:1:1～100:10:1；醋酸为0.5～2毫升；
③将表面活性剂Tween-60与掺杂铈的二氧化钛的埃洛石纳米管超声混合20分钟，抽真空保持24小时，使表面活性剂进入纳米管内腔，离心后干燥；所述表面活性剂的质量为0.5-3克；
④将四氧化三铁纳米粒子、步骤③得到的产物、过硫酸钾和甲苯搅拌混合，加入表面活性剂Span85，搅拌30分钟形成固体粒子稳定的乳液，再滴加N’N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸的混合液，通入氮气除氧搅拌20分钟，形成水包油乳液，经微波辐射，辐射时间为30分钟，反应温度80℃，发生聚合得到中空的复合微球。
2.根据权利要求1所述的光磁响应性中空微球的制备方法，其特征在于步骤④中所述的四氧化三铁纳米粒子、装载Tween-60的含铈的二氧化钛埃洛石纳米管、过硫酸钾、甲苯和Span85的比例为(0.01～1)克:(0.01～1)克:(0.1～1)克:(2～5)毫升:(0.1～0.5)毫升；所述N’N-二甲基丙烯酰胺体积为0.1～2毫升；甲基丙稀酸体积为0.1～2毫升。
3.根据权利要求1所述的光磁响应性中空微球的制备方法，其特征在于步骤④中微波功率600W，反应时间30分钟，反应温度80。
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| 袁文辉等: ""掺铈纳米TiO2的制备及其对光催化性能的影响"", 《水处理技术》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114606041A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-10 | 四川大学 | 一种基于改性埃洛石的抗磨润滑剂及其制备方法 |
| CN114606041B (zh) * | 2022-03-16 | 2023-01-24 | 四川大学 | 一种基于改性埃洛石的抗磨润滑剂及其制备方法 |
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