[发明专利]一种纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于材料技术领域，更具体地说，是涉及一种纳米复合材料的制备方法。

背景技术：

酞菁/纳米金属氧化物作为新型的有机/无机复合材料正日益受到材料科学界的关注。酞菁与无机纳米材料的复合对材料的性能起到协同增强作用。在太阳能电池和光降解污染物方面，酞菁对金属氧化物的表面修饰使无机相半导体光响应范围得到拓宽。Fu-Ren F Fan等首次利用无金属酥菁的DMF溶液浸渍TiO₂粉体，所得复合材料即使在可见光区也表现出光催化活性，表明酞菁对TiO₂起到了敏化作用。Andrew P Hong等利用硅皖对TiO₂的表面羟基进行表面修饰，再将四磺化酞菁钻(CoPcTS)的磺基与硅烷键合，得到酞菁化学修饰的TiO₂复合光催化剂。由于化学键的引人，使得光生电荷能更有效地在酞菁和TiO₂颗粒间进行传递，从而更有效地提高了其光催化活性。在光动力治疗肿瘤方面，提高光敏剂的靶向性历来受到人们的重视，方法之一是将光敏剂负载在铁磁性材料上(一般为γ-Fe₂O₃微粒)。如Jean Co Silva等研究了吸附四磺化酞菁锌(ZnPcTs)的γ-Fe₂O₃铁磁流体。

目前制备MPC/氧化物复合材料的方法有机械混合、浸渍、化学修饰等。前两者工艺简单，但酞菁和金属氧化物之间主要是通过静电力和范德华力作用的较弱的物理吸附，材料稳定性较差，化学修饰法复合效率高，且所得材料稳定性好，但操作工艺复杂，一般要利用中间体对氧化物表面进行预修饰。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供了一种工艺简单、稳定性好、复合效率高的纳米复合材料的制备方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用邻苯二腈为合成酞菁的初始原料，直接以γ-Fe₂O₃气凝胶的表面活性铁离子为模板，在氧化铁纳米颗粒表面原位生成FePc/γ-Fe₂O₃复合材料。

本发明的制备步骤为：

1.氧化铁气凝胶的制备

以Fe(NO₃)₃为铁源、氨水为沉淀剂制备水凝肢，然后用乙醇进行醇水交换获得醇凝胶，将醇凝胶置于高压釜中，加入乙薛，封盖，通氮气驱赶釜中氧气后，升温至260℃，压力为8MPa，在该条件下保持0.5h后，保持温度不变，缓慢放空至常压，通氮气驱赶乙醇蒸汽后，冷却至室温，启釜得褐色膨松固体，得氧化铁气凝胶；

2.酞菁/氧化铁复合材料的原位合成

将邻苯二腈与所得氧化铁气凝胶以1∶8～1∶15的质量比充分研磨均匀混合后装人玻璃管中，封管，在150～200℃下反应1～3h，以甲醇反复洗涤产物以除去未反应的邻苯二腈及杂质，所得粉体记为样品1；将样品1分散在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，在超声条件下反复洗涤以除去未与氧化铁键合的酞菁配合物，直至洗涤液由深蓝色变为无色，并在UV-VIS光谱仪上检测无酞菁环特征吸收峰为止，所得粉体即为目标产物。

本发明的有益效果：

1.本发明由于气液界面消失，整个干燥过程基本不存在因毛细管力引起的凝胶收缩及塌陷，凝胶结构得以维持；

2.本发明的工艺简单，复合率高。

具体实施方式：

本发明采用邻苯二腈为合成酞菁的初始原料，直接以γ-Fe₂O₃气凝胶的表面活性铁离子为模板，在氧化铁纳米颗粒表面原位生成FePc/γ-Fe₂O₃复合材料。

本发明的制备步骤为：

1.氧化铁气凝胶的制备

以Fe(NO₃)₃为铁源、氨水为沉淀剂制备水凝肢，然后用乙醇进行醇水交换获得醇凝胶，将醇凝胶置于高压釜中，加入乙薛，封盖，通氮气驱赶釜中氧气后，升温至260℃，压力为8MPa，在该条件下保持0.5h后，保持温度不变，缓慢放空至常压，通氮气驱赶乙醇蒸汽后，冷却至室温，启釜得褐色膨松固体，得氧化铁气凝胶；

2.酞菁/氧化铁复合材料的原位合成