利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法技术

本发明专利技术涉及利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法，将双羧酸盐阴离子表面活性剂溶解于去离子水中，得到质量分数为0.01~1%的溶液C；然后将纳米氧化锌用超声波分散于蒸馏水中，分散时间为1~5小时，所得分散溶液D中纳米氧化锌的量为0.1~1.2mol/L；再将所得的溶液C和分散溶液D混合，在0~70℃的条件下，超声波搅拌、分散不超过48小时后，进行固液分离，分离后的固体在真空度为0~‑0.095 MPa，25℃~120℃的条件下真空干燥3小时，即得双羧酸盐阴离子表面活性剂覆盖的改性纳米氧化锌颗粒。本发明专利技术改性后的纳米氧化锌具有改性剂用量少，使用时与其它主体材料具有较好相溶性，改性持续时间长等优点。

【技术实现步骤摘要】
利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法
本专利技术属于纳米材料制备领域，具体涉及利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法。
技术介绍
纳米材料是在三维空间中，至少有一维处于纳米量级的材料。纳米材料的尺度处于原子簇和宏观物体交界的过渡域，是介于宏观物质与微观原子或分子间的过渡亚稳态物质，它有着不同于传统固体材料的显著的表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等效应。纳米氧化锌是粒径小于100nm的粉体材料，属于无机精细材料，它具有屏蔽紫外线和杀菌、除臭的能力，它在塑料、橡胶、涂料、化妆品、医药、光电器件等领域有着相对广泛的应用。纳米氧化锌虽然有较为广泛的应用，然而由于纳米氧化锌具有大的比表面积和高的表面自由能，导致纳米氧化锌的活性较大，极易发生团聚或与其它表面活性物质吸附而使表面活性减少，表面能降低。另一方面，由于纳米氧化锌的表面是亲水疏油的，极性较强，在有机介质中与基料的结合性差、分散不均匀，从而导致材料的性能下降，所以，纳米氧化锌材料使用过程中的改性技术就显得十分关键。截至目前，对于纳米氧化锌材料的表面改性大多集中在偶联剂、其它纳米粉体材料、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂等。如专利公开号为CN101143974A的申请中公开了一种在纳米氧化锌的表面覆盖二氧化硅的方法。其特征是在制备过程中将二氧化硅均匀分散在低级醇溶液中，再加入锌盐，在20~60℃的条件下搅拌8~24小时，将表面覆盖有锌盐的二氧化硅颗粒经离心分离、洗涤、干燥后，在500~700℃的温度下烧结3~5小时，即可得到纳米复合颗粒。再如专利技术CN105153754B的公开的专利中，是将纳米氧化锌浸渍于甲基硅油的正己烷溶剂中，搅拌均匀，制得混合液；然后将制得的混合液进行蒸干，并放于烘箱中进行干燥，制得沉积甲基硅油的纳米氧化锌；最后将制得的沉积甲基硅油的纳米氧化锌置于马弗炉中，进行高温焙烧。该方法的核心是将二氧化硅包覆在纳米氧化锌表面。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法，利用双离子(Gemini)型表面活性剂之中的双羧酸盐阴离子表面活性剂对纳米粉体材料进行改性，改性后的纳米氧化锌具有改性剂用量少，使用时与其它主体材料具有较好相溶性，改性持续时间长等优点。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法，将双羧酸盐阴离子表面活性剂溶解于去离子水中，得到质量分数为0.01~1%的溶液C；然后将纳米氧化锌用超声波分散于蒸馏水中，分散时间为1~5小时，所得分散溶液D中纳米氧化锌的量为0.1~1.2mol/L；再将所得的溶液C和分散溶液D混合，在0~70℃的条件下，超声波搅拌、分散不超过48小时后，进行固液分离，分离后的固体在真空度为0~-0.095MPa，25℃~120℃的条件下真空干燥3小时，即得双羧酸盐阴离子表面活性剂覆盖的改性纳米氧化锌颗粒；其中双羧酸盐阴离子表面活性剂的分子结构有两种，分别是双羧酸盐阴离子表面活性剂A和双羧酸盐阴离子表面活性剂B，所述双羧酸盐阴离子表面活性剂A的分子结构为，其中R为烃基，n=3~5；所述双羧酸盐阴离子表面活性剂B的分子结构为，其中m=2~4，n=3~5。作为选择，取双羧酸盐阴离子表面活性剂A2.5克溶于500mL去离子水中，得到溶液C；再取纳米氧化锌39.4克，加入蒸馏水1000mL，超声波分散4小时得到分散溶液D；然后将溶液C慢慢搅拌加入分散溶液D中，并水浴加热升温至55℃，超声波分散40小时，而后进行真空抽滤，进行固液分离，分离后得到的固体放入真空干燥箱在真空度为-0.08MPa、70℃的条件下干燥3小时，得到改性后的纳米氧化锌颗粒。作为选择，取双羧酸盐阴离子表面活性剂B3.0克溶于500mL去离子水中，得到溶液C；再取纳米氧化锌30克，加入蒸馏水1000mL，超声波分散4小时得到分散溶液D；然后将溶液C慢慢搅拌加入分散溶液D中，并水浴加热升温至70℃，超声波分散10小时，而后进行真空抽滤，进行固液分离，分离后得到的固体放入真空干燥箱在真空度为-0.06MPa、75℃的条件下干燥3.5小时，得到改性后的纳米氧化锌颗粒。本专利技术的原理是：双子型表面活性剂,又叫双生表面活性剂或孪连表面活性剂,英文:Geminisurfactant.它使通过一个连接基团将两个表面活性剂的分子连接一起，而形成的一类新型表面活性剂。它又可分为双阴离子表面活性剂、双阳离子表面活性剂、双非离子表面活性剂，而本专利技术申请书所涉及的双羧酸盐阴离子表面活性剂是双阴离子表面活性剂的一种。由于双子型表面活性剂分子中含有两个亲水基、两个疏水基，所以与普通的表面活性剂分子相比，双子型表面活性剂具有更高的表面活性和界面性能，在水溶液中极底浓度的条件下，就能够将水溶液的表面张力降到极低值。本专利技术有益效果是：通过双子型表面活性剂之中双羧酸盐阴离子表面活性剂对纳米氧化锌颗粒进行表面改性，改性剂用量少，改性效果好，与单一的羧酸盐阴离子表面活性剂改性相比较，双子表面活性剂与纳米粉体材料的化学键结合牢固，更有利于纳米氧化锌在其它行业中的应用。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不作为对专利技术做任何限制的依据。一种利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法，包括如下步骤：步骤一，将双羧酸盐阴离子表面活性剂溶解于去离子水中，得到质量分数为0.01~1%的溶液C；步骤二，将纳米氧化锌颗粒用超声波分散于蒸馏水中，分散时间为1~5小时，得到分散溶液D，所得分散溶液D中纳米氧化锌的量为0.1~1.2mol/L；步骤三，将所得的溶液C和分散溶液D混合，并在0~70℃的条件下，利用超声波搅拌、分散10~48小时后，进行固液分离，分离后的固体在真空度为0~-0.095MPa，温度25℃~120℃的条件下真空干燥3小时，即得双羧酸盐阴离子表面活性剂覆盖的改性纳米氧化锌颗粒。其中所述双羧酸盐阴离子表面活性剂的分子结构有两种，分别是双羧酸盐阴离子表面活性剂A和双羧酸盐阴离子表面活性剂B，所述双羧酸盐阴离子表面活性剂A的分子结构为，其中R为烃基，n=3~5；所述双羧酸盐阴离子表面活性剂B的分子结构为，其中m=2~4，n=3~5。实施例1：以双羧酸盐阴离子表面活性剂A为例，对纳米氧化锌进行改性。相关的技术参数如下：双羧酸盐阴离子表面活性剂A的用量是2.5克，去离子水为500mL；纳米氧化锌的用量为39.4克，蒸馏水的用量为1000mL，超声波分散的时间为4小时；溶液C加入分散溶液D中后水浴加热的温度为55℃，在此温度下超声波分散40小时，然后真空抽滤固液分离，将分离后的固体在真空度为-0.08MPa、温度为70℃的真空干燥箱内干燥3小时，得到改性后的纳米氧化锌颗粒。实施例1：以双羧酸盐阴离子表面活性剂B为例，对纳米氧化锌进行改性。双羧酸盐阴离子表面活性剂B的用量是3.0克，去离子水为500mL；纳米氧化锌的用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法，其特征在于：将双羧酸盐阴离子表面活性剂溶解于去离子水中，得到质量分数为0.01~1%的溶液C；然后将纳米氧化锌用超声波分散于蒸馏水中，分散时间为1~5小时，所得分散溶液D中纳米氧化锌的量为0.1~1.2mol/L；再将所得的溶液C和分散溶液D混合，在0~70℃的条件下，超声波搅拌、分散不超过48小时后，进行固液分离，分离后的固体在真空度为0~-0.095 MPa，25℃~120℃的条件下真空干燥3小时，即得双羧酸盐阴离子表面活性剂覆盖的改性纳米氧化锌颗粒；其中双羧酸盐阴离子表面活性剂的分子结构有两种，分别是双羧酸盐阴离子表面活性剂A和双羧酸盐阴离子表面活性剂B，所述双羧酸盐阴离子表面活性剂A的分子结构为

【技术特征摘要】
1.利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法，其特征在于：将双羧酸盐阴离子表面活性剂溶解于去离子水中，得到质量分数为0.01~1%的溶液C；然后将纳米氧化锌用超声波分散于蒸馏水中，分散时间为1~5小时，所得分散溶液D中纳米氧化锌的量为0.1~1.2mol/L；再将所得的溶液C和分散溶液D混合，在0~70℃的条件下，超声波搅拌、分散不超过48小时后，进行固液分离，分离后的固体在真空度为0~-0.095MPa，25℃~120℃的条件下真空干燥3小时，即得双羧酸盐阴离子表面活性剂覆盖的改性纳米氧化锌颗粒；其中双羧酸盐阴离子表面活性剂的分子结构有两种，分别是双羧酸盐阴离子表面活性剂A和双羧酸盐阴离子表面活性剂B，所述双羧酸盐阴离子表面活性剂A的分子结构为，其中R为烃基，n=3~5；所述双羧酸盐阴离子表面活性剂B的分子结构为，其中m=2~4，n=3~5。


2.根据权利要求1所述的利用双羧酸盐阴离子表面活性剂的纳米氧化锌改性方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学猛，原怀保，杨照辉，王强，楚希杰，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41