[发明专利]一种嵌入结构ZnO#SiO2

说明书

本发明涉及一种嵌入结构ZnO#SiO₂纳米粒子的制备方法及其产品和应用，具体方法为：取ZnS、表面活性剂和乙醇溶液进行超声分散后，加入氨水，搅拌后加入正硅酸乙酯，然后经再次搅拌后在温度为140~200℃条件下充分反应，依次用乙醇、水用水和乙醇洗涤后焙烧、干燥，得ZnO#SiO₂纳米粒子；该方法简单制得的ZnO#SiO₂纳米粒子生物相容性好，可以作为催化剂在各个领域使用。

技术领域

本发明属于化学领域，涉及一种嵌入结构ZnO#SiO₂纳米粒子的制备方法，还涉及由该方法制得的产品和应用。

背景技术

ZnO具有光学性能良好、化学性能稳定、紫外屏蔽能力强，抑菌防霉、无毒无异味等特点。而ZnO是一种重要的直接宽带隙半导体，其在室温下的禁带宽度为3.37ev，激子结合能60mev，可吸收波长＜300nm的紫外光，但紫外光只占太阳光谱的5％，这样激发的光生载流子的几率很小。而ZnO半导体材料作为光催化材料在紫外光辐射下光生载流子会很快复合，严重限制了其在光催化领域的应用。为了提高它的光催化效率，人们做出了许多试验。如掺杂过渡金属或非金属材料等。

SiO₂具有小尺寸，表面界面，量子尺寸效应等，在高温下具有高强度，高韧性，稳定性好等特性，使其被广泛应用于各个领域。将其与一些聚合物制成复合材料后，可在一定程度上提高聚合物的性能，已经得到证实的有：与聚氨酯复合可提高材料的力学性能、热稳定性等；与聚丙烯复合可提高材料的拉伸性能；与尼龙66复合可提高材料的力学性能和拉伸性能；与尼龙1010复合可提高材料的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量等。

聚乳酸(PLA)作为可生物降解聚合物,来源于自然界大量存在的可再生植物资源，能被土壤中微生物完全降解，是一种理想的环保材料,其可再生、可生物降解、低碳排放和低能耗的巨大优势使其成为应用研究。PLA是一种真正的生物塑料，其无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，可生物分解吸收，强度高，不污染环境，可塑性好，易于加工成型。由于聚乳酸优良的生物相容性，其降解产物能参与人体代谢，已被美国食品医药局(FDA)批准，可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。

聚乳酸的合成方法主要有两种：乳酸经缩合聚合直接得到聚乳酸，简称缩聚法和乳酸经缩合聚合得到的乳酸低聚物分解成丙交酯，丙交酯经提纯后经开环聚合得到聚乳酸，简称开环聚合法。其中，开环聚合法具有高成本、高要求、合成路线长且复杂等缺点，不利于产业化生产应用。直接缩聚法合成的PLA分子量较低存在生成丙交酯副反应，中随着反应程度的增加，聚乳酸产率持续下降；由于存在变色、消旋化等副反应，使得聚乳酸的颜色变深，消旋化严重，影响产品外观质量和内在品质。但其工艺简单有利于产业化生产应用。目前，直接缩聚法常用的催化剂多为较昂贵且具有一定细胞毒性的锡盐类催化剂，这就在一定程度上限制了PLA在各领域的应用性。

制备一种生物相溶性好，无毒的新型催化剂对聚乳酸在各方面的广泛应用起着重要作用。提高聚乳酸的分子量及对聚乳酸改性成为几年来国内外的研究热点。但大部分实验重点都在于开发生产路线复杂的开环聚合的催化剂，而忽视对直接法制备高分子量聚乳酸的催化剂的研究。将纳米催化剂用于催化马铃薯渣合成聚乳酸更是少之又少。但在早期的研究文献表明ZnO等环境友好型金属对催化聚乳酸合成有一定的效果，但普通的ZnO表面活性位点少使得其催化效果不明显且没有特定的结构特点，从而降低了催化剂的催化效果。纳米材料具有高表面能、高活性表面活性位点多等优点。与普通催化剂相比其催化活性显著增强。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种嵌入结构ZnO#SiO₂纳米粒子的制备方法；本发明的目的之二在于提供由所述嵌入结构ZnO#SiO₂纳米粒子的制备方法制得的ZnO#SiO₂纳米粒子；本发明的目的之三在于提供所述ZnO#SiO₂纳米粒子在作为催化剂合成聚乳酸或降解RhB中的应用。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：