一种温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂的制备方法，先采用无皂乳液聚合法和种子乳液聚合法制备成聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型微凝胶，再通过皮克林乳液模板法合成微凝胶为模板的非对称负载纳米银催化剂。本发明专利技术制备的温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂表现出良好的温敏性，在催化还原对硝基苯酚的过程中，催化反应效率同时受到温度和微凝胶温敏性的共同调控，表现出很好的催化活性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，先采用无皂乳液聚合法和种子乳液聚合法制备成聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型微凝胶，再通过皮克林乳液模板法合成微凝胶为模板的非对称负载纳米银催化剂。本专利技术制备的温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂表现出良好的温敏性，在催化还原对硝基苯酚的过程中，催化反应效率同时受到温度和微凝胶温敏性的共同调控，表现出很好的催化活性。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
近年来，具有不对称双面结构的Janus粒子，因其特殊结构(机械性能、物理性能、光学性能以及表面性能如表面亲疏水性、表面电荷性、表面荧光性等不对称、不均匀分布)在分子识别、自组装、光电生物传感器、界面修饰、电子纸、各向异性成像探针、太阳能转化和表面活性剂等方面展示出了诱人的应用前景。皮克林(pickering)乳液模板法制备Janus粒子是通过固体粒子稳定乳液形成油/水界面，对其中的一相(油相或水相)进行处理(修饰、负载或界面核生长)，获得非对称的Janus粒子。皮克林乳液模板法的优势在于对人体的毒害作用远小于表面活性剂，乳液稳定性好，并可以可操控的改变条件进行破乳，释放出颗粒乳化剂。目前用来形成皮克林乳液的固体颗粒乳化剂主要分为无机纳米粒子(如纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁等)、有机高分子聚合物(如聚苯乙烯、敏感性高分子微凝胶等)以及有机-无机杂化复合材料。微凝胶作为颗粒乳化剂可以很好的稳定乳液，同时通过改变外界环境条件可以灵活控制乳液稳定性，其稳定的乳液可以作为合成各种结构材料的模板材料。例如Daisuke Suzuki等(Journal of the American Chemical Society, 2007,129,8088-8089)通过皮克林乳液模板法对N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物进行部分氨基修饰，获得表面一部分是氨基，另一部分保持原有羧基的Janus微凝胶。纳米金属具有独特性能而备受人们关注，但由于纳米金属粒子具有高的表面能，金属纳米粒子在合成和应用过程中极易发生聚集，从而降低了实际利用率。以具有敏感性能的高分子微凝胶作为负载金属纳米粒子的载体，通过环境条件的变化，可以改变微凝胶的体积及链段的亲疏水性，为实现催化反应活性的可调控性提供了可能，然而对称性全负载纳米金属于基质上，会大大限制原本基质特有的性质。Melanie Bradley等(Journal ofColloid and Interface Science，2011，355，321-327)通过皮克林乳液模板法对N-异丙基丙烯胺酰胺和N(3- 二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺的共聚物微凝胶进行非对称性负载纳米金粒子，将预先合成好纳米金颗粒加入到石蜡/水皮克林乳液中，通过微凝胶表面的氨基对预先合成的纳米金具有强的吸附作用，可以将纳米金吸附到微凝胶分布于水相的部分，从而获得非对称性负载纳米金复合材料，既解决纳米金属的团聚问题，引入纳米金属的独特性能，而且能很好的保持基质原有的性能，但该方法合成步骤较多，相对繁琐不易控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种操作简单，既引入了纳米银的催化、光学等独特性质又保持了微凝胶的温度敏感性能的。解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成:1、制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型微凝胶在氮气保护下，将N-异丙基丙烯酰胺与苯乙烯溶于二次蒸馏水中，搅拌，加热至70°C，加入质量-体积浓度为16g/L的过硫酸钾水溶液，N-异丙基丙烯酰胺与苯乙烯、二次蒸馏水、过硫酸钾的质量比为1:9:450:0.8，恒温反应8小时，制备成N-异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液。将甲基丙烯酸、质量分数为16%的N-异丙基丙烯酰胺水溶液、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.95mol/L的过硫酸铵水溶液加入质量分数为8%的NaOH水溶液中，混合均匀，甲基丙烯酸与N-异丙基丙烯酰胺、N, N'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、NaOH的质量比为1:4:0.3:0.47:0.37，所得混合液转入N-异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液中，混合液中N-异丙基丙烯酰胺的质量与制备N-异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液所用N-异丙基丙烯酰胺的质量比为4.8: 1，70°C继续恒温反应4小时，制备成聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型复合微凝胶。2、制备温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂 将聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型复合微凝胶分散于二次蒸馏水中，室温搅拌溶胀12小时，用0.03mol/L的NaOH水溶液调节pH值至8，加入0.005?0.015mol/L的硝酸银水溶液，通氮气，继续搅拌4小时，加入正庚烷，用高速分散机分散，制成皮克林乳液，聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型复合微凝胶与硝酸银的质量比为1:0.25?0.75，二次蒸馏水与硝酸银水溶液、正庚烷的加入配比以它们的总体积为100%计，硝酸银水溶液占总体积的12.5%，正庚烷占总体积40%?60%，其余为二次蒸馏水；向皮克林乳液中加入0.02?0.lmol/L的硼氢化钠水溶液,硼氢化钠与硝酸银的质量比为1:0.2?I,还原反应I小时，用无水乙醇离心，冷冻干燥，制备成温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂。本专利技术的制备温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂步骤2中，最佳条件为:将聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型复合微凝胶分散于二次蒸馏水中，室温搅拌溶胀12小时，用0.03mol/L的NaOH水溶液调节pH值至8，加入0.005mol/L的硝酸银水溶液，通氮气，继续搅拌4小时，加入正庚烷，用高速分散机分散，制成皮克林乳液，聚(N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)核-壳型复合微凝胶与硝酸银的质量比为1:0.25，二次蒸馏水与硝酸银水溶液、正庚烷的加入配比以它们的总体积为100%计，硝酸银水溶液占总体积的12.5%，正庚烷占总体积50%,其余为二次蒸懼水；向皮克林乳液中加入0.05mol/L的硼氢化钠水溶液,硼氢化钠与硝酸银的质量比为1:0.45，还原反应I小时，用无水乙醇离心，冷冻干燥，制备成温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂。本专利技术通过非对称负载纳米银，可以较大程度地发挥微凝胶的敏感特性，利于微凝胶对反应底物的吸附和富集作用，提高纳米银的催化活性；并通过改变环境温度，调控微凝胶的亲疏水性，从而实现温度可调控的催化活性变化。本专利技术方法也可用于制备温敏性微凝胶非对称性负载其他纳米金属，如纳米金、纳米钼、纳米钯等。【专利附图】【附图说明】图1是实施例1制备的核-壳型复合微凝胶的透射电子显微镜照片。图2是实施例1制备的温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂的透射电子显微镜照片。图3是实施例1制备的核-壳型复合微凝胶(曲线a)和非对称性负载纳米银复合微凝胶(曲线b)的热重分析图。图4是实施例1制备的核-壳型复合微凝胶(曲线a)和非对称性负载纳米银复合微凝胶(曲线b)的紫外-可见光谱图。图5是实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂的制备方法，其特征在于它由下述步骤组成：（1）制备聚(N?异丙基丙烯酰胺?苯乙烯)/聚(N?异丙基丙烯酰胺?甲基丙烯酸)核?壳型微凝胶在氮气保护下，将N?异丙基丙烯酰胺与苯乙烯溶于二次蒸馏水中，搅拌，加热至70℃，加入质量?体积浓度为16g/L的过硫酸钾水溶液，N?异丙基丙烯酰胺与苯乙烯、二次蒸馏水、过硫酸钾的质量比为1:9:450:0.8，恒温反应8小时，制备成N?异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液；将甲基丙烯酸、质量分数为16%的N?异丙基丙烯酰胺水溶液、N，N′?亚甲基双丙烯酰胺、0.95mol/L的过硫酸铵水溶液加入质量分数为8%的NaOH水溶液中，混合均匀，甲基丙烯酸与N?异丙基丙烯酰胺、N，N′?亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、NaOH的质量比为1:4:0.3:0.47:0.37，所得混合液转入N?异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液中，混合液中N?异丙基丙烯酰胺的质量与制备N?异丙基丙烯酰胺共聚苯乙烯微球分散液所用N?异丙基丙烯酰胺的质量比为4.8:1，70℃继续恒温反应4小时，制备成聚(N?异丙基丙烯酰胺?苯乙烯)/聚（N?异丙基丙烯酰胺?甲基丙烯酸）核?壳型复合微凝胶；（2）制备温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂将聚(N?异丙基丙烯酰胺?苯乙烯)/聚（N?异丙基丙烯酰胺?甲基丙烯酸）核?壳型复合微凝胶分散于二次蒸馏水中，室温搅拌溶胀12小时，用0.03mol/L的NaOH水溶液调节pH值至8，加入0.005～0.015mol/L的硝酸银水溶液，通氮气，继续搅拌4小时，加入正庚烷，用高速分散机分散，制成皮克林乳液，聚(N?异丙基丙烯酰胺?苯乙烯)/聚（N?异丙基丙烯酰胺?甲基丙烯酸）核?壳型复合微凝胶与硝酸银的质量比为1:0.25～0.75，二次蒸馏水与硝酸银水溶液、正庚烷的加入配比以它们的总体积为100%计，硝酸银水溶液占总体积的12.5%，正庚烷占总体积40%～60%，其余为二次蒸馏水；向皮克林乳液中加入0.02～0.1mol/L的硼氢化钠水溶液，硼氢化钠与硝酸银的质量比为1:0.2～1，还原反应1小时，用无水乙醇离心，冷冻干燥，制备成温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，张春霞，王静，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：
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