[发明专利]经表面改性的纳米颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开涉及经表面改性的纳米颗粒，具体地说，本发明涉及具有经羧酸改性的表面的金属硫化物纳米颗粒，其中所述的羧酸具有至少一个芳基。本发明公开还披露了制备所述纳米颗粒的方法。

背景技术

纳米复合材料是至少两种不同成分的混合物，其中所述成分中的至少一种具有在纳米范围内的一个或多个维度。由于(例如)纳米复合材料表现出可归属于其各成分的性质，从而使得纳米复合材料可用于许多应用中。一种纳米复合材料包含分布在有机基质(如，聚合物)中的纳米颗粒。这种纳米复合材料可用于光学应用中，其中所述的纳米颗粒用于增大聚合物的折射率。该纳米颗粒必须以最小的聚集程度均匀分布在聚合物中，这样使得纳米复合材料具有最小的雾度(因光散射造成)。

人们需要这样一种经表面改性的纳米颗粒，该经表面改性的纳米颗粒可以容易地制备并且可用于形成适合于光学应用的纳米复合材料中。

发明概述

本发明公开涉及一种纳米颗粒，该纳米颗粒包含至少一个具有经羧酸改性的表面的金属硫化物纳米晶体，其中所述的羧酸具有至少一个芳基。本发明公开还提供所述纳米颗粒的制备方法，该制备方法包括：(a)提供包含第一有机溶剂的第一溶液，所述第一有机溶剂含有溶解于其中的非碱金属盐和羧酸，其中所述羧酸具有至少一个芳基；(b)提供硫化物材料；并且(c)将所述第一溶液与所述硫化物材料混合以便形成反应溶液，由此形成包含至少一个金属硫化物纳米晶体的纳米颗粒，其中所述的金属硫化物纳米晶体具有经羧酸改性的表面，所述的羧酸具有至少一个芳基。本文所公开的纳米颗粒可以容易地制备，并且可用于针对光学应用的纳米复合材料中。

发明详述

本发明公开涉及一种纳米颗粒，该纳米颗粒包含至少一个具有经羧酸改性的表面的金属硫化物纳米晶体，其中所述的羧酸具有至少一个芳基。本发明公开还涉及所述纳米颗粒的制备方法。在一个实施方案中，所述纳米颗粒可通过以下方法制备：

(a)提供包含第一有机溶剂的第一溶液，所述第一有机溶剂含有溶解于其中的非碱金属盐和羧酸，其中所述羧酸具有至少一个芳基；

(b)提供硫化物材料；并且

(c)将所述第一溶液与所述硫化物材料混合以便形成反应溶液，由此形成包含至少一个金属硫化物纳米晶体的纳米颗粒，其中所述的金属硫化物纳米晶体具有经羧酸改性的表面，所述的羧酸具有至少一个芳基。

在另一个实施方案中，所述方法还包括以下步骤：

(d)通过向所述的反应溶液中加入第三溶剂使得所述的纳米颗粒沉淀，其中所述的第三溶剂与所述的第一有机溶剂是可混溶的，但是所述的第三溶剂是所述的纳米颗粒的劣溶剂；

(e)分离所述的纳米颗粒；

(f)可任选的是，使用所述的第三溶剂洗涤所述的纳米颗粒；并且

(g)将所述的纳米颗粒干燥成粉末。

第一有机溶剂可以是任何能够溶解非碱金属盐和具有至少一个芳基的羧酸的有机溶剂，并且第一有机溶剂还必须与硫化物材料是相容的，以便制成其内形成纳米颗粒的反应溶液。在一个实施方案中，第一有机溶剂是偶极非质子有机溶剂，如，二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、吡啶、四氢呋喃、1，4-二氧六环、N-甲基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯或它们的混合物。

非碱金属盐会提供金属离子，其中该金属离子可化学计量地与硫化物材料结合，从而形成金属硫化物纳米晶体。对非碱金属盐的具体选择可取决于在上述方法中使用的溶剂和/或具有至少一个芳基的羧酸。例如，在一个实施方案中，非碱金属盐是过渡金属盐、IIA族金属盐或它们的混合物，这是因为当将水用作第三溶剂时，这些金属的金属硫化物纳米晶体易于分离。过渡金属和IIA族金属的例子为Ba、Ti、Mn、Zn、Cd、Zr、Hg和Pb。