[发明专利]一种可调节双疏性荧光聚苯乙烯微球填料的制备方法以及应用

说明书

本发明属于疏水疏油材料领域，具体涉及一种可调节双疏性荧光聚苯乙烯微球填料的制备方法，所述制备方法为：先以柠檬酸或者柠檬酸钙为碳源并添加尿素作为钝化剂通过微波法制备掺N的碳量子点(N‑CQDs)；再以苯乙烯为原料制备聚苯乙烯微球；然后将乙烯基三甲氧基硅氧烷和碳量子点加入使其在聚苯乙烯微球表面上复合一层具有一定形貌的结构，最终形成具有树莓状的复合微球。本方法具有制备工艺简单，双疏性可调控的优点。

技术领域

本发明属于疏水疏油领域，具体涉及一种可调节双疏性荧光聚苯乙烯微球填料的制备方法。

背景技术

碳量子点(CQDs)是近几年发现的一种新型碳材料，通常是一种尺寸在10nm一下的零维碳基纳米材料。碳量子点以及基于碳量子点的复合材料作为新型功能材料，一方面可以继承碳量子点毒性小、生物相容性好、发光范围可调、光稳定性好、易于功能化、环境友好、成本低、易大规模合成等优势，另一方面又可以结合其他的功能材料取长补短，增添不同的性能，与传统稀土荧光材料相比，碳量子点具有较低的毒性；与有机荧光材料相比，碳量子点又更高的稳定性。因此碳量子点及基于碳量子点的复合材料在生物成像、荧光标记、肿瘤治疗、传感、光催化、光电器件、能源存储等领域均展现了良好的应用前景。聚倍半硅氧烷是一种分子级有机/无机杂化材料，它结合了无机材料的力学优点和表面有机基团的功能基团。

聚合物微球具有耐化学腐蚀、特定修饰、尺寸可控、方便回收且重复使用等优点，改性聚苯乙烯微球可以用于化学检测、颜料回收与降解、重金属离子吸附等方面。

其中发明人在前期工作中研究了CN202110806026.5硅橡胶用可调节双疏性填料的制备方法及硅橡胶膜的制备，将棒状二氧化硅与硅橡胶微球进行复合所制备的特殊形貌的复合微球，将其加入硅橡胶膜中，控制加入量可调节硅橡胶膜的双疏性。最后构建出的粉末的接触角数据来看，棒状二氧化硅最高为147°，热稳定性能的Tg测试中，棒状二氧化硅最后的残余率仅有45％左右，疏水性以及热稳定性均难以进一步提高。

因此，本发明为了进一步提高硅橡胶的疏水性，以及提高复合微球的热稳定性能，提高硅橡胶的稳定性能，包括耐腐蚀等。提出了一种可调节双疏性荧光聚苯乙烯-乙烯基聚倍半硅氧烷-碳量子点复合微球的制备。

发明内容

本发明公开了一种可调节双疏性荧光聚苯乙烯微球填料的制备方法，将碳量子点/聚倍半硅氧烷通过原位生长在聚苯乙烯微球表面，制备的复合微球具有良好的荧光性能，同时具备一定的双疏性能，这极大的拓展了碳量子点的应用领域。

为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：

一种可调节双疏性荧光聚苯乙烯微球填料的制备方法，包括如下步骤

(1)碳量子点的制备：将适量的柠檬酸或柠檬酸钙碳源和尿素钝化剂加入到去离子水中，超声5-10分钟充分分散，然后微波5-10分钟，取出后加入去离子水并超声20-30分钟，超声结束后高速离心分离杂质得到碳量子点水溶液，选取截留分子量为1000D的透析膜透析48h后将碳量子点水溶液，通过旋转蒸发仪旋蒸浓缩后加入无水硫酸镁和无水甲醇，静置24h后高速离心并取上层液体使用孔径为0.22μm的超滤膜过滤得到碳量子点甲醇溶液，碳量子点质量浓度为7％～20％。碳量子点的尺寸大概是2nm左右。

碳量子点除了具有荧光性能外，在本发明构建双疏的性能上，也起到重要作用，且碳量子点表面富含氨基、羟基等亲水基团，可以一定程度上提高疏油性能。其也具备抑菌等优点，并且添加碳量子点，对热稳定性能也能有进一步的提高。

本步骤(1)中作为优选，碳源柠檬酸或柠檬酸钙的浓度为0.3mol/L～1.2mol/L；尿素的浓度为0.5mol/L～1mol/L；柠檬酸钙与尿素的质量比为1：0.5～2。