一种跨物种的高负载型复合材料的制备方法与流程

本发明属于纳米科技领域具体涉及一种跨物种的高负载型复合材料的制备方法。

背景技术：

1、纳米颗粒在基底表面负载构筑的复合材料是一类备受关注的新材料，该材料既能体现纳米颗粒独特的纳米效应，又能展现出不同于单颗粒的集成性质，在催化、能量转换、水净化等领域具有广泛的应用。

2、截至目前，构筑负载型复合材料的方法主要包括原位生长和负载等。其中，原位生长方法获得的基底表面纳米颗粒的单分散性比较差、可控程度比较低；而传统的负载则往往基于正负电荷的静电相互作用，虽然该方法可以对基底表面纳米颗粒的有序度、负载密度等进行有效控制，但静电相互作用往往涉及到表面改性等操作，不但使负载过程变得复杂，而且修饰的配体往往对材料的应用性能产生较大的负面影响，同时，对于很多种基底而言，其表面很难进行改性进而无法实现纳米颗粒的有效负载。

3、因此，发展一种简便、高效和具有普适性的负载方法，构筑成分可控的高负载型复合材料非常有必要。为此提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种跨物种的高负载型复合材料的制备方法。本发明采用的技术方案为：先后将基底和胶体纳米晶溶液分散在有机溶剂中，通过超声的方式使纳米晶高载量地负载至不同的基底表面构筑跨物种的复合材料。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明公开了一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)通过水相合成方法制备基底材料；

5、(2)将步骤(1)得到的基底材料加入到有机溶剂中，超声一段时间得到分散体系；

6、(3)向步骤(2)中的分散体系中加入处理过的金属氧化物颗粒有机溶剂胶体溶液，超声一段时间；

7、(4)分离、洗涤、烘干步骤(3)的固体，即得到所述的复合材料。

8、优选地，步骤(1)中所述的基底材料为沸石咪唑酯骨架结构材料(zif-8)、树叶状zif-8、fe-mil-88b、uio-66、介孔二氧化硅或聚苯乙烯微球(ps)中的一种或几种。

9、优选地，步骤(2)中基底与有机溶剂的比例为(25-50)mg∶(10-50)ml；超声时间为10-60min。

10、优选地，步骤(2)和步骤(3)中所述有机溶剂为正己烷或甲苯中的一种或两种。

11、优选地，步骤(3)中所述金属氧化物颗粒为油酸包覆的fe3o4纳米颗粒(fe3o4@oa)，胶体溶液的浓度为50mg/ml；加入胶体溶液的体积为(0.1-0.5)ml。胶体溶液的有机溶剂与步骤(2)的有机溶剂保持相同。这里胶体溶液的浓度为50mg/ml指的是油酸致密包覆的fe3o4的质量浓度，即fe3o4表面致密包覆了一层油酸分子，然后将其分散在有机溶剂(正己烷或甲苯中的一种或两种)中所形成的胶体溶液的质量浓度。虽然fe3o4纳米颗粒表面已经致密包覆了一层油酸，但是油酸分子尺寸比fe3o4纳米颗粒的尺寸小的多，同时油酸的质量很轻，因此fe3o4表面油酸的质量一般是可以忽略不计的，一般都是用油酸包覆的颗粒的质量浓度代表溶液中的纳米颗粒的质量浓度。

12、优选地，步骤(3)中的超声时间为15-60min。

13、优选地，步骤(4)中的分离为磁铁吸附。

14、本发明的有益效果：

15、1、与现有技术的构筑负载型复合材料的制备方法不同，本发明的制备方法从不同基底材料本身在不同溶剂中的分散性角度出发，选择在特定溶剂中具有更大表面能的溶剂作为负载的体系，通过疏溶剂相互作用，结合一步超声和磁分离的方式在金属有机框架、介孔二氧化硅和聚合物微球等表面成功实现纳米颗粒的高负载；得到跨物种的高负载型纳米颗粒的复合材料。

16、2、本发明的制备方法以极性不同的有机溶剂为负载的溶液体系，进而通过溶液相自组装的策略将纳米颗粒负载在基底表面。本发明复合材料的制备方法几乎不受基底、纳米颗粒的尺寸和种类的影响。

技术特征：

1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的基底材料为沸石咪唑酯骨架结构材料、树叶状zif-8、fe-mil-88b、uio-66、介孔二氧化硅或聚苯乙烯微球中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中基底与有机溶剂的比例为(25-50)mg∶(10-50)ml；超声时间为10-60min。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中所述有机溶剂为正己烷或甲苯中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述金属氧化物颗粒为油酸包覆的fe3o4纳米颗粒，胶体溶液的浓度为50mg/ml；加入胶体溶液的体积为(0.1-0.5)ml。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(3)中的超声时间为15-60min。

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(4)中的分离为磁铁吸附。

技术总结
本发明公开了一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)通过水相合成方法制备基底材料；(2)将步骤(1)得到的基底材料加入到有机溶剂中，超声一段时间得到分散体系；(3)向步骤(2)中的分散体系中加入处理过的金属氧化物颗粒有机溶剂胶体溶液，超声一段时间；(4)分离、洗涤、烘干步骤(3)的固体，即得到所述的复合材料。

技术研发人员：杨继,田然,李辉,冯洪涛,尹志豇,刘春波,唐石云,李振杰,司晓喜,蒋薇,徐艳群,朱志杨
受保护的技术使用者：云南中烟工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10