[发明专利]纳/微米粒子离子材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型材料技术领域，具体涉及一种纳/微米粒子离子材料及其制备方法。 

背景技术

纳/微米粒子离子材料是最近出现的一类新型材料，它是以纳/微米粒子为核、先使用表面改性剂对其改性、然后在其表面接枝长链有机离子盐的一种杂化材料。这种材料除了能有效防止纳/微米粒子的团聚、保留其纳米或微米尺度下的特性以外，还具有以下优点：其无溶剂、零蒸汽压的特性可以大大减少固体纳/微米粒子对环境的影响；长链有机离子盐的存在使其在无溶剂状态下具有流动性，极大地拓宽了纳/微米粒子的应用范围。2005年 Giannelis等[Advanced Materials,2005,17,234] 首次报道了利用季铵盐硅烷偶联剂改性二氧化硅和氧化铁纳/微米粒子并用长链磺酸盐包覆制备纳/微米粒子离子材料的方法。此后，对纳/微米粒子离子材料研究得以迅速发展，基于纳/微米粒子的特性，研究人员开发出了各种具有特殊物理、化学性质的功能化纳/微米粒子离子材料。 

然而，相对于多种多样的纳/微米粒子，纳/微米粒子离子材料的开发却受到了表面改性剂的限制。目前使用最为广泛的表面改性剂是硅烷偶联剂类的分子，通常只适用于改性无机氧化物、硫化物或碳纳米材料。另外，含硫醇的功能分子也只可用于改性贵金属纳/微米粒子及量子点。所以说，目前的改性方法都不具备普适性。因此，开发新的具有普适性的表面改性剂可以有效扩展纳/微米粒子离子材料的多样性以及其应用范围。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳/微米粒子离子材料，该纳/微米粒子离子材料由具备普适性的表面改性剂制备而成，应用范围广。 

本发明所采用的技术方案为： 

一种纳/微米粒子离子材料，它为以纳/微米粒子为核、利用表面改性剂改性后表面接枝长链有机离子盐而成的杂化材料，所述表面改性剂为含邻苯二酚功能基团的有机电解质。所述含有邻苯二酚功能基团的有机电解质即同时含邻苯二酚功能基团和能电离功能基团的小分子或寡聚物或聚合物。该纳/微米粒子离子材料的示意图如图1所示，其中左边图显示的纳/微米粒子离子材料其表面改性剂带负电荷而包覆层长链有机离子盐带正电荷，右边图显示的纳/微米粒子离子材料其表面改性剂带正电荷而包覆层长链有机离子盐带负电荷。

所述纳/微米粒子为金属纳/微米粒子、金属氧化物、氟化物、硫化物纳/微米粒子、纳米无机盐或量子点中的一种。 

作为优选，所述金属纳/微米粒子为铜、镍、银、金、铂或钯中的一种。 

作为优选，所述硫化物纳/微米粒子为氧化铁、二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化铜、氧化亚铜、氧化镧、氧化铈、氟化铈、硫化锌、硫化镉或硫化钼中的一种。 

作为优选，所述纳米无机盐为碳酸钙、磷酸钙、磷酸钡、硫酸钙或硫酸钡中的一种。 

作为优选，所述量子点为硒化镉或碲化镉中的一种。 

本发明的另一技术方案为提供上述纳/微米粒子离子材料的制备方法。 

本发明所述纳/微米粒子离子材料的制备方法，其包括以下操作步骤： 

（1）按质量份数，将50~100份纳/微米粒子与20~200份表面改性剂分散在200份去离子水中，在0~200℃下反应6~60小时，得到表面改性的纳/微米粒子；

（2）按质量份数，将100份表面改性的的纳/微米粒子分散于200份去离子水中，加入20~200份与表面改性剂带相反电荷的长链有机离子盐与其反应，室温下搅拌反应3~30小时，然后经过纯化、干燥，得到粘稠状的纳/微米粒子离子材料。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果： 

本发明纳/微米粒子离子材料制备过程中选用的表面改性剂为含有邻苯二酚功能基团的有机电解质，该表面改性剂含有的邻苯二酚基团可以与各种材料形成很强的相互作用。本发明正是基于邻苯二酚基团普适性的粘附，从而开发出制备纳/微米粒子离子材料的新方法，从而扩展了纳/微米粒子离子材料的多样性、拓宽了纳/微米粒子离子材料的应用范围。