[发明专利]一种液相还原法制备纳米铜镍合金包覆聚苯乙烯核壳结构复合材料的方法

说明书

本发明提供了一种液相还原法制备纳米铜镍合金包覆聚苯乙烯核壳结构复合材料的方法，属于复合材料制备技术。为解决单分散聚苯乙烯微球表面没有功能性基团,很难与其它物质结合,从而极大的限制了聚苯乙烯微球的在其它领域方面的应用、纳米合金极易团聚不稳定、聚苯乙烯微球分散性差等问题，本发明提供的方法为：首先制备聚苯乙烯微球，然后将聚苯乙烯微球功能化，使其表面带有磺酸根基团，最后将磺化的聚苯乙烯微球与CuSO4·5H2O溶液和NiSO4·6H2O溶液混合超声一段时间后，与NaOH溶液和水合肼溶液混合还原得到聚苯乙烯负载铜镍合金复合材料。有效地提高了纳米铜镍合金的性能，并且可以节省材料，降低成本。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术，具体涉及一种成本低廉且制备简单的纳米级聚苯乙烯微球负载铜镍合金核壳结构复合材料的制备方法。

背景技术

单分散的聚苯乙烯微球由于颗粒的均匀和表面性质的相同,具有凝集性好，比表面积大，吸附性强，与亲和配位体、蛋白质、染料等物质结合力较强，粒子大小可控等诸多优点；因此，可用于激光过滤器等新材料的制备,也可在凝聚态物理中作为原子结晶模拟的模型口,还可作为催化剂的载体在免疫医学、生物化学、标准计量、分析化学等领域有着广泛的应用。尽管单分散体系用途广泛,但是由于其组成物质性质的单一使其应用受到了很大的限制。单分散聚苯乙烯微球虽然容易制得,但由于其表面没有功能性基团,很难与其它物质结合,这就极大的限制了聚苯乙烯微球的在其它领域方面的应用。

在金属合金之中，铜镍合金由于其低廉的成本和优良的特性而备受关注，金属镍是一种磁性金属材料，在磁性材料、电镀材料领域有广泛应用；金属铜粉具有导电性，导热性及延展性，在多个领域被广泛研究，而纳米铜镍合金具备纳米铜和纳米镍的所有优点，是一种新型纳米合金，具有重要的研究价值，但由于纳米合金尺寸极小极易团聚，故而非常难以长时间维持其纳米级别的主要特性。

聚苯乙烯微球的常用制备方法包含悬浮聚合、分散聚合、乳液聚合、无皂乳液聚合、种子溶胀聚合等。乳液聚合和无皂乳液聚合则常用于制备纳米级的微球，悬浮聚合虽然可以制备大粒径的微球，但所得微球通常分散性较差。

发明内容：

为解决上述单分散聚苯乙烯微球表面没有功能性基团,很难与其它物质结合,从而极大的限制了聚苯乙烯微球的在其它领域方面的应用、纳米合金极易团聚不稳定、聚苯乙烯微球分散性差等问题，本发明采用聚苯乙烯微球作为载体，负载纳米铜镍合金，通过液相还原法制备纳米铜镍合金包覆聚苯乙烯核壳结构复合材料。其步骤如下：

(1)聚苯乙烯微球的制备：在氮气气氛下，将十二烷基苯磺酸钠加入到乙醇/水混合体系中，搅拌的条件下加入苯乙烯单体和过硫酸钾，加热反应，经冷却，离心弃上层，所得固体真空干燥，得到聚苯乙烯微球粉末；

(2)磺化聚苯乙烯微球的制备：取聚苯乙烯微球与浓硫酸混合后反应，得磺化的聚苯乙烯微球乳液，用去离子水洗涤至中性，真空干燥得磺化聚苯乙烯微球；

(3)纳米铜镍合金包覆聚苯乙烯核壳结构复合材料的制备：取磺化聚苯乙烯微球加入无水乙醇和去离子水，超声分散均匀，得液体A；将NiSO4·6H2O和CuSO4·5H2O超声溶解在去离子水中，加入液体A，超声分散；水浴条件下向体系中加入NaOH溶液和水合肼溶液进行反应；反应结束后产物离心弃上层，下层并用蒸馏水洗涤至中性，真空干燥，研磨成粉末。

进一步地，步骤(1)所述苯乙烯单体是经过纯化处理的，纯化处理方法为：苯乙烯单体用氢氧化钠溶液洗涤至中性，在压力为-0.09Mpa，温度为60℃条件下减压蒸馏，即得纯化的苯乙烯单体。