[发明专利]二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶－凝胶法制备方法

权利要求书

1、一种二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于：首先制备阳离子型聚苯乙烯微球作为模板；然后，两次使用溶胶-凝胶法来制备单一分散的核壳结构微球，重复多次获得多层球壳结构；最后通过煅烧除去高分子模板得到二氧化硅/二氧化钛空心微球。

2、按权利要求1所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于制备工艺步骤是：

①聚苯乙烯微球模板的制备：10～30mL苯乙烯加入到内有200mL去离子水的装有冷凝管和通保护气体气口的三口圆底烧瓶中，然后分别加入占溶液总重量0.3％的偶氮二异丁基醚盐酸盐(AIBA)和占1.2％的聚乙烯吡咯烷酮k30，使用磁力搅拌混合均匀，并向反应器内通氮气排空氧气持续1h，然后使用水浴加热至70-80℃；高速离心分离出白色沉淀物，分别使用去离子水和无水乙醇洗涤，除去剩余的苯乙烯单体和表面活性剂；

②聚苯乙烯/二氧化硅复合微球粒子的制备：将质量百分浓度为3％的聚苯乙烯微球悬浮液1ml分散到15ml去离子水和50ml异丙醇混合溶液中后，将溶液加入到步骤①的反应器中，经磁力搅拌后加入0.1～0.6g硅酸乙酯，并使用稀释的氨水溶液调节溶液的pH值至10，在室温下磁力再搅拌，高速离心分离出白色沉淀物，使用异丙醇洗涤3次，制得PS/SiO₂复合微球粒子；

③聚苯乙烯/二氧化硅/二氧化钛有机-无机杂化的复合微球制备：将步骤②制作的0.03g PS/SiO₂复合微球粉体加入到0.15g去离子水和24mL无水乙醇混合介质中并超声分散15min后，将溶液加入到步骤①的反应器中，然后加入0～0.03g聚乙烯吡咯烷酮K₃₀和0.06～0.18g钛酸丁酯，70-80℃水浴保温1-3h，高速离心分离出沉淀，分别使用去离子水和无水乙醇洗涤3-5次，将沉淀物放入烘箱，在60-70℃干燥，得到PS/SiO₂/TiO₂有机-无机杂化的复合微球粉体；

④将步骤③制备的PS/SiO₂/TiO₂有机-无机杂化的复合微球粉体样品放入马弗炉中在550～650℃煅烧，得到二氧化硅/二氧化钛空心微球粉体。

3、按权利要求2所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于步骤①水浴加热保温时间20-24h。

4、按权利要求2所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于步骤①用去离子水和无水乙醇洗涤次数为3-5次。

5、按权利要求2所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于步骤②中使用的稀释氨水的体积百分浓度为4-6％。

6、按权利要求2所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于步骤③沉淀物放入烘箱干燥时间为6-10小时。

7、按权利要求2所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于步骤④马弗炉中煅烧时间为2-4小时。

8、按权利要求1或2所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于微球模板的平均粒径微250-270nm。

9、按权利要去1、2或7所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于所制备的二氧化硅/二氧化钛空心微球的内层白色层为SiO₂相，外壳层为TiO₂相。

10、按权利要求9所述的二氧化硅/二氧化钛空心微球的溶胶-凝胶制备方法，其特征在于煅烧温度从550℃升到600℃，使TiO₂壳层的尺寸从10nm变到20nm。