[发明专利]一种中空无机亚微米粒子的制备方法

摘要

本发明公开了一种中空无机亚微米粒子的制备方法：将乳化剂溶于非极性溶剂，得到乳化剂溶液；将可溶于水的过渡金属盐和亲水单体溶解于pH调节剂水溶液形成混合溶液，将混合溶液加到乳化剂溶液中，分散均匀得到反相细乳液；加入引发剂，反应得到含盐聚合物纳米水凝胶分散液；加入无机前驱物，反应得到以无机化合物为壳、聚合物纳米水凝胶为核的核壳粒子；核壳粒子通过不同气氛下的热处理，除去有机物，并将金属盐氧化或还原，得到金属氧化物或金属的纳米粒子内修饰的中空无机亚微米粒子。本发明得到的功能纳米粒子内修饰的中空无机亚微米粒子，在催化剂负载、亲水药物、蛋白质及其它生物活性物质的缓释、磁性分离材料等领域有较大应用价值。

主权项

1.一种中空无机亚微米粒子的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）将低亲水亲油平衡值的乳化剂溶于非极性溶剂，得到乳化剂溶液；所述低HLB值的乳化剂选自下列一种或两种以上的混合：司盘、吐温、OP-10乳化剂、嵌段共聚物乳化剂；所述非极性溶剂选自下列一种或两种以上的混合：C₆～C₂₀的脂肪烷烃、C₆～C₂₀的环烷烃、含1~3个C₁～C₄烷基的烷基苯；所述乳化剂的质量用量为非极性溶剂质量的0.1%～20%；（2）将pH调节剂溶解于水中，配成pH值为0～7的pH调节剂水溶液，再将可溶于水的过渡金属盐和亲水单体溶解于pH调节剂水溶液形成混合溶液，将所述混合溶液加到步骤（1）得到的乳化剂溶液中，分散均匀得到反相细乳液；所述亲水单体为N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、甲基丙烯酸缩水甘油酯或下列式（a）~式（c）所示化合物中的一种或两种以上的混合：式（a）中，R_a为H或-CH₃，R_b为C₁～C₃的亚烷基；式（b）中，R_c为H或-CH₃，X为H、碱金属或NH₄；式（c）中，R_d为H或-CH₃，R_e和R_f各自独立为H或C₁～C₄的烷基;所述过渡金属盐的质量用量为亲水单体质量的1%～100%；所述水的质量用量为亲水单体质量的10%~300%；所述乳化剂溶液中的非极性溶剂与混合溶液中的亲水单体的质量用量之比为2~50：1；（3）氮气气氛下，向步骤（2）得到的反相细乳液中加入引发剂，混合均匀后调节温度至20～90℃，反应1h～12h，得到含盐聚合物纳米水凝胶分散液；所述引发剂的质量用量为反相细乳液中亲水单体质量的0.05~7%；（4）向步骤（3）得到的含盐聚合物纳米水凝胶分散液中加入无机前驱物，混合均匀后将温度调节至0~90℃，反应1分钟~5天，离心分离出固体，得到以无机化合物为壳、聚合物纳米水凝胶为核的核壳粒子；所述无机前驱物与步骤（2）中使用的水的质量用量之比为0.1～8：1；所述无机前驱物为下列化合物中的一种或两种以上的混合：式（Ⅰ）中，R₁~R₄各自独立为C₁～C₅的烷基；式（II）中，R₅~R₈各自独立为C₁～C₅的烷基；式（III）中，R₉~R₁₁各自独立为C₁～C₅的烷基；R₁₂为C₁～C₂₀的烷基；式（V）中，R₁₃为H、CH₃或C₂H₅；R₁₄为C₁～C₄的烷基或苯基；不同位置的R₁₄表示相同的基团；式（VI）中：R₁₅为H、CH₃或C₂H₅；R₁₆为C₁～C₄的烷基或苯基；Y为是C₁～C₄的脂肪亚烷基、亚苯基或-COOC_nH_2n-，n为1～4的整数；不同位置的R₁₆表示相同的基团；（5）将步骤（4）得到的核壳粒子放入管式炉，升温至300~800℃，并保持2-10小时，除去聚合物，并且控制体系的气氛为氧化性气氛或还原性气氛，对应得到金属氧化物或金属的纳米粒子内修饰的中空无机亚微米粒子。