本發(fā)明專利技術(shù)屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺?納米銀復(fù)合微球及其制備方法。該復(fù)合微球的制備方法包括S1.聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)微球的制備、S2.聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺復(fù)合微球的制備和S3.聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺?納米銀復(fù)合微球的制備三個(gè)步驟。本發(fā)明專利技術(shù)選用聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺復(fù)合微球作為基材，由于引入了羧基，它具有很強(qiáng)的負(fù)電，可以吸引帶正電的銀氨離子，從而有效負(fù)載納米銀，并有效防止納米銀團(tuán)聚、氧化等，該復(fù)合微球的比表面積大，可提高納米銀的催化效率。本發(fā)明專利技術(shù)的制備方法簡(jiǎn)單，整個(gè)反應(yīng)體系都在水相中，反應(yīng)條件溫和，是一種環(huán)境友好的方法。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球及其制備方法。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，納米結(jié)構(gòu)材料因其化學(xué)、物理、生物特性以及在許多應(yīng)用中的潛在應(yīng)用而引起人們的廣泛關(guān)注。特別是金屬納米粒子以及對(duì)應(yīng)的金屬氧化物，如Ag、Au、Cu、TiO2、ZnO等。這些納米結(jié)構(gòu)材料在催化劑領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的使用。其中，Ag作為一種催化效率非常高的催化材料，在污水處理、光催化降解和光催化制氫等方面都有非常重要的應(yīng)用。然而，單一的納米Ag作為催化材料具有易被氧化、易團(tuán)聚和高成本等一系列缺點(diǎn)。為了解決這些問(wèn)題，科研人員已經(jīng)嘗試了很多方法，其中最重要的方法就是摻Ag至各種基材表面。專利技術(shù)專利CN105315565A公開(kāi)了一種以磺化聚苯乙烯/聚苯胺/納米銀復(fù)合微球，其一定程度上解決了單一納米作為催化劑易被氧化、易團(tuán)聚的問(wèn)題，但是其仍有不足之處：微球的粒徑較大，僅為微米級(jí)，達(dá)不到納米級(jí)，故比表面積相對(duì)較小，催化效率受到限制；制備方法相對(duì)復(fù)雜，磺化聚苯乙烯要經(jīng)歷聚合及磺化兩個(gè)步驟，且使用濃硫酸時(shí)有一定危害、對(duì)環(huán)境危險(xiǎn)也大，此外，還需要0℃的低溫反應(yīng)，反應(yīng)條件相對(duì)苛刻。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球及其制備方法。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球的制備方法，其包括如下步驟：S1.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球的制備：將苯乙烯、甲基丙烯酸和去離子水加入反應(yīng)容器中，通入氮?dú)夤呐莩鹾螅郎刂?5-75℃，加入引發(fā)劑一，恒壓氮?dú)獗Ｗo(hù)下充分反應(yīng)，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球；S2.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球的制備：將去離子水、苯胺和S1制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球按照15-25：0.014-0.023:3.41的重量比例加入反應(yīng)容器中并于室溫下充分?jǐn)嚢杌旌?，加入引發(fā)劑二,室溫反應(yīng)12-24h，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球；S3.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球的制備：將去離子水、聚乙吡咯烷酮和S2制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球按照25-35：0.8-1.2:4的重量比加入反應(yīng)容器中混合得混合液，然后將新鮮制備的銀氨溶液加入混合液中，混合液中銀氨離子與聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球的用量比為2-6mmol：4g，室溫下充分?jǐn)嚢枋广y氨離子吸附到微球表面，升溫至65-75℃，氮?dú)夥諊路磻?yīng)7-12h,離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本專利技術(shù)還可以有如下進(jìn)一步的具體或優(yōu)化選擇。優(yōu)選的，S1中的苯乙烯、甲基丙烯酸和去離子水的體積比為15-20：1-3：125。具體的，S1中的引發(fā)劑一為過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨,引發(fā)劑一與苯乙烯的用量比例為0.625g:15-20mL。具體的，S2中的引發(fā)劑二為硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵和過(guò)硫酸銨中的任一種。具體的，S2中引發(fā)劑二與苯胺的摩爾比為0.9-1.5：0.15-0.25。優(yōu)選的，S2中引發(fā)劑二與苯胺的摩爾比為6:1。優(yōu)選的，所述新鮮制備的銀氨溶液的濃度為0.2-0.6mol/L。具體的，S3中得到的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球?yàn)槌叽缇坏募{米級(jí)微球。具體的，所述納米級(jí)微球的粒徑為200-240nm。本專利技術(shù)還提供通過(guò)上述方法制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球。本專利技術(shù)選用聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺微球作為基材，在此基材表面沉積納米銀，制備了一種新型的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:(1)選用聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球作為基材，由于引入了羧基，它具有很強(qiáng)的負(fù)電，可以吸引帶正電的銀氨離子，從而有效負(fù)載納米銀，得到具有規(guī)則形貌和優(yōu)異催化性能的復(fù)合微球，納米棒狀聚苯胺均勻間隔點(diǎn)狀分布在聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)表面，增大復(fù)合微球的表面積，并有效防止納米銀團(tuán)聚、氧化等，同時(shí)得到的復(fù)合微球?yàn)槌叽缇坏募{米級(jí)微球，復(fù)合微球的比表面積更大，可以有效的提高納米銀的催化效率。(2)本專利技術(shù)的制備方法簡(jiǎn)單，整個(gè)反應(yīng)體系都在水相中，沒(méi)有添加任何的有毒有害或有潛在危險(xiǎn)的試劑，反應(yīng)條件溫和，是一種環(huán)境友好的方法。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例1制備的一種聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球的掃描電鏡圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例1制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球催化硼氫化鈉(NaBH4)還原降解亞甲基藍(lán)(MB)反應(yīng)的紫外吸收光譜圖；圖3為未加催化劑時(shí)硼氫化鈉(NaBH4)還原降解亞甲基藍(lán)(MB)反應(yīng)的紫外吸收光譜圖；圖4為對(duì)比例1制備的與實(shí)施例1銀用量相同時(shí)得到的磺化聚苯乙烯/聚苯胺/納米銀復(fù)合微球催化硼氫化鈉(NaBH4)還原降解亞甲基藍(lán)(MB)反應(yīng)的紫外吸收光譜圖；具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，所舉實(shí)例只用于解釋本專利技術(shù)，并非用于限定本專利技術(shù)的范圍。實(shí)施例1S1.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球的制備：將15mL苯乙烯、1mL甲基丙烯酸和125mL去離子水加入250mL四口燒瓶中，通入氮?dú)夤呐莩?0min后，升溫至70℃，加入0.625g過(guò)硫酸鉀，恒壓氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)24h，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球；S2.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球的制備：將20mL去離子水、0.014g(0.15mmol)苯胺和3.41gS1制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球加入100mL三口瓶中，室溫下攪拌1h，加入0.9mmol硝酸鐵,室溫反應(yīng)12h，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球；S3.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球的制備：將30mL去離子水、1g聚乙吡咯烷酮和4gS2制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球加入100mL三口瓶中，攪拌混合得混合液，然后將10mL新鮮制備的0.4mol/L的銀氨溶液加入混合液中，室溫下攪拌1h,使銀氨離子吸附到微球表面，升溫至70℃，氮?dú)夥諊路磻?yīng)7h,離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球。實(shí)施例2S1.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球的制備：將20mL苯乙烯、3mL甲基丙烯酸和125mL去離子水加入250mL四口燒瓶中，通入氮?dú)夤呐莩?0min后，升溫至75℃，加入0.625g過(guò)硫酸鉀，恒壓氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)24h，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球；S2.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球的制備：將25mL去離子水、0.023g(0.25mmol)苯胺和3.41gS1制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球加入100mL三口瓶中，室溫下攪拌1h，加入1.5mmol硝酸鐵,室溫反應(yīng)20h，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球；S3.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球的制備：將35mL去離子水、1.2g聚乙吡咯烷酮和4gS2制備的聚(苯乙本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺?納米銀復(fù)合微球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：S1.聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)微球的制備：將苯乙烯、甲基丙烯酸和去離子水加入反應(yīng)容器中，通入氮?dú)夤呐莩鹾?，升溫?5?75℃，加入引發(fā)劑一，恒壓氮?dú)獗Ｗo(hù)下充分反應(yīng)，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)微球；S2.聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺復(fù)合微球的制備：將去離子水、苯胺和S1制備的聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)微球按照15?25：0.014?0.023:3.41的重量比例加入反應(yīng)容器中并于室溫下充分?jǐn)嚢杌旌?，加入引發(fā)劑二,室溫反應(yīng)12?24h，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺復(fù)合微球；S3.聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺?納米銀復(fù)合微球的制備：將去離子水、聚乙吡咯烷酮和S2制備的聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺復(fù)合微球按照25?35：0.8?1.2:4的重量比加入反應(yīng)容器中混合得混合液，然后將新鮮制備的銀氨溶液加入混合液中，混合液中銀氨離子與聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺復(fù)合微球的用量比為2?6mmol：4g，室溫下充分?jǐn)嚢枋广y氨離子吸附到微球表面，升溫至65?75℃，氮?dú)夥諊路磻?yīng)7?12h,離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯?甲基丙烯酸)?聚苯胺?納米銀復(fù)合微球。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：S1.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球的制備：將苯乙烯、甲基丙烯酸和去離子水加入反應(yīng)容器中，通入氮?dú)夤呐莩鹾?，升溫?5-75℃，加入引發(fā)劑一，恒壓氮?dú)獗Ｗo(hù)下充分反應(yīng)，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球；S2.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球的制備：將去離子水、苯胺和S1制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)微球按照15-25：0.014-0.023:3.41的重量比例加入反應(yīng)容器中并于室溫下充分?jǐn)嚢杌旌?，加入引發(fā)劑二,室溫反應(yīng)12-24h，離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球；S3.聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球的制備：將去離子水、聚乙吡咯烷酮和S2制備的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球按照25-35：0.8-1.2:4的重量比加入反應(yīng)容器中混合得混合液，然后將新鮮制備的銀氨溶液加入混合液中，混合液中銀氨離子與聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺復(fù)合微球的用量比為2-6mmol：4g，室溫下充分?jǐn)嚢枋广y氨離子吸附到微球表面，升溫至65-75℃，氮?dú)夥諊路磻?yīng)7-12h,離心、洗滌、干燥，得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)-聚苯胺-納米銀復(fù)合微球的制備方法，其特征在于，S1中的苯乙烯、甲基丙烯酸和去離子水的體積比為15-20：1-3：125...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐祖順，廖光福，張力，張淑來(lái)，曾維國(guó)，張博曉，張勇，栗靜，龔燕，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北;42
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