30mL乙烯基三甲氧基硅烷，室温 (25°C )条件下500-800rpm机械搅拌2h得到澄清溶液。
[0024] (2)向水解液中加入8 yL催化剂氨水，搅拌反应8h，得到白色乳状液体。将其离 心，乙醇洗涤数次，得到杂化硅胶软微球。
[0025] (3)取IOg杂化硅胶微球加 IOOmL去离子水于三口瓶中搅拌分散，加入一定量的氨 水至pH 8. 0,70°C处理12h。离心，50%乙醇-水溶液洗涤，50°0真空干燥1211，得到12 4111 的乙烯基杂化硅胶微球，如图1所示。
[0026] 实施例2粒径为5 μ m的氯丙基杂化硅胶微球的制备
[0027] (1)量取IOOmL去离子水于250mL三口瓶中，加入20mL氯丙基三甲氧基硅烷，室温 (25°C )条件下500-800rpm机械搅拌2h得到澄清溶液。
[0028] (2)向水解液中加入8 yL催化剂氨水，搅拌反应8h，得到白色乳状液体。将其离 心，乙醇洗涤数次，得到杂化硅胶软微球。
[0029] (3)取IOg杂化硅胶微球加 IOOmL去离子水于三口瓶中搅拌分散，加入一定量的氨 水至pH 8. 0, 70°C处理12h。离心，50%乙醇溶液洗涤，50°C真空干燥12h，得到5 μ m的氯丙 基杂化硅胶微球，如图2所示。
[0030] 实施例3粒径为3 μ m的苯基杂化硅胶微球的制备
[0031] (1)量取IOOmL去离子水于250mL三口瓶中，IOmL苯基三甲氧基硅烧，50°C加热条 件下500-800rpm机械搅拌2h得到澄清溶液。
[0032] (2)向水解液中加入8 yL催化剂氨水，搅拌反应8h，得到白色乳状液体。将其离 心，静置一周，乙醇洗涤数次，得到杂化硅胶软微球。
[0033] (3)取IOg杂化硅胶微球加 IOOmL去离子水于三口瓶中搅拌分散，加入一定量的 氨水至pH 8. 0, 70°C处理12h。离心，50%乙醇-水溶液洗涤，50°C真空干燥12h，得到3 μ m 的苯基杂化硅胶微球，如图3所示。
[0034] 实施例4粒径为1 μ m的巯丙基杂化硅胶微球的制备
[0035] (1)量取IOOmL去离子水于250mL三口瓶中，加入2mL巯丙基三甲氧基硅烷，室温 (25°C )条件下500-800rpm机械搅拌4h得到澄清溶液。
[0036] (2)向水解液中加入100 μ L催化剂三乙胺，搅拌反应8h，得到白色乳状液体。将 其离心，乙醇洗涤数次，得到杂化硅胶软微球。
[0037] (3)取IOg杂化硅胶微球加 IOOmL去离子水于三口瓶中搅拌分散，加入一定量的 氨水至pH 8. 0,70°C处理12h。离心，50%乙醇-水溶液洗涤，50°C真空干燥12h，得到Iym 的巯丙基杂化硅胶微球，如图4所示。
[0038] 实施例5粒径为300nm的乙烯基杂化硅胶微球的制备
[0039] (1)量取IOOmL去离子水于250mL三口瓶中，加入2mL乙烯基三甲氧基硅烷，室温 条件下500-800rpm机械搅拌2h得到澄清溶液。
[0040] (2)向水解液中加入600 yL催化剂氨水，搅拌反应8h，得到白色乳状液体。将其 离心，乙醇洗涤数次，得到杂化硅胶软微球。
[0041] (3)取IOg杂化硅胶微球加 IOOmL去离子水于三口瓶中搅拌分散，加入一定量的氨 水至口!18.0,70°0处理1211。离心，50%乙醇-水溶液洗涤，50°0真空干燥1211，得到30〇11111 的乙烯基杂化硅胶微球，如图5所示。
[0042] 本发明制备得到的杂化硅胶微球为微孔结构，经过BET比表面积检测，其孔径为 I. 3nm，比表面积为314. 9m2/g(如图6所示）；经TGA热失重分析，有机官能团含量高达 20. 84% (如图7所示），具有较好的单分散性，通过控制甲氧基有机硅烷及碱性催化剂的用 量可以获得300nm到12 μ m粒径范围内的高单分散性杂化硅胶微球。可以广泛应用在化学 和物理领域中。
【主权项】
1. 一种甲氧基有机硅烷自水解制备单分散杂化硅胶微球的方法，包括下面的步骤： (1) 将三甲氧基有机硅烷加入水中，以500-800rpm速率搅拌水解至澄清； (2) 在水解液中加入一定量的碱性催化剂催化水解产物缩聚成球，得到软微球； (3) 将所述的软微球加入到不少于十倍体积的水中，调节其pH值至7. 5-8. 5,加热至 65-75 °C进行碱热处理； (4) 洗涤干燥，最终得到高单分散杂化硅胶微球。
2. 根据权利要求1所述的制备杂化硅胶微球的方法，其特征在于，步骤（2)中所述的碱 性催化剂可为三乙胺或氨水。
3. 根据权利要求1所述的制备杂化硅胶微球的方法，其特征在于，所述的三甲氧基有 机硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷。
4. 根据权利要求1所述的制备杂化硅胶微球的方法，其特征在于，加入的碱性催化剂 为氨水或者三乙胺。
【专利摘要】本发明涉及一种甲氧基有机硅烷自水解制备单分散杂化硅胶微球的方法，包括下面的步骤：(1)将三甲氧基有机硅烷加入水中，500-800rpm速率下搅拌水解至澄清；(2)在水解液中加入一定量的碱性催化剂催化水解产物缩聚成球，得到软微球；(3)将所述的软微球加入到不少于十倍体积的水中，调节其pH值至7.5-8.5，加热至65-75℃进行碱热处理；(4)洗涤干燥，最终得到高单分散杂化硅胶微球。本发明的单分散杂化硅胶微球的制备方法具有工艺简单，粒径可控的，化学稳定性好，有机官能团含量高的优点。
【IPC分类】C08G77-24, C08G77-06, C08G77-28, C08J9-40, C08G77-20
【公开号】CN104788714
【申请号】CN201510178500
【发明人】陈磊, 贾桂颖, 万谦宏
【申请人】天津大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月15日