專利名稱：一種空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)納米材料的制備及應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及ー種空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法。具體涉及ー種通過無模板法在空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的新方法。
背景技術(shù)：
空心玻璃微珠(又名中空玻璃微球，英文縮寫為HGB)，是上個(gè)世紀(jì)五、六十年代發(fā)展起來的ー種微米級新型輕質(zhì)材料，由于具有優(yōu)異的理化性能和使用性能，被譽(yù)為“空間時(shí)代材料”。它具有密度低、熔點(diǎn)高、電絕緣性好、流動性好、收縮率小、穩(wěn)定性強(qiáng)、隔熱、隔音、 耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)和熱收縮系數(shù)小等一系列優(yōu)點(diǎn)，與高聚物復(fù)合后賦予了復(fù)合材料許多特殊功能，因此被廣泛應(yīng)用于高檔建材、塑料、橡膠、電絕緣材料、汽車、航空航天，以及軍事特種高分子復(fù)合材料等領(lǐng)域。納米氧化鋅尺寸介于I IOOnm之間，是ー種面向21世紀(jì)的新型高功能精細(xì)無機(jī)產(chǎn)品，表現(xiàn)出許多特殊的性質(zhì)，如光催化性、非遷移性、熒光性、壓電性、吸收和散射紫外線能力等，利用其在光、電、磁、敏感等方面的奇特性能，可制造氣體傳感器、熒光體、變阻器、紫外線遮蔽材料、圖像記錄材料、壓電材料、壓敏電阻、高效催化劑、磁性材料和塑料薄膜等。將納米氧化鋅與空心玻璃微珠相結(jié)合，制備的功能復(fù)合體具有重要的應(yīng)用意義?；诖?，本專利提出一種通過無模板法在空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列 的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法。具體為ー種以醋酸鋅、こニ醇甲醚和絡(luò)合劑為原料在空心玻璃微珠上制備納米晶種子層，再將此空心玻璃微珠放入硝酸鋅的生長液中，控制反應(yīng)溫度和時(shí)間可得到氧化鋅納米陣列包覆空心玻璃微珠結(jié)構(gòu)，經(jīng)該方法改性后的空心玻璃微珠具有核殼結(jié)構(gòu)，其中核為空心玻璃微珠，殼為垂直與空心玻璃微珠表面生長的氧化鋅納米陣列結(jié)構(gòu)。該方法エ藝簡單，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為本發(fā)明提供了一種空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法，其原料的質(zhì)量組成為(I)種子層溶液醋酸鋅I 10份，こニ醇甲醚10 100份，絡(luò)合劑I 5份。(2)生長液配制硝酸鋅10 60份，六次甲基四胺5 30份，蒸餾水500 2000份，空心玻璃微珠2 30份。優(yōu)選地，所述的絡(luò)合劑為檸檬酸、單こ醇胺、六次甲基四肢的ー種或幾種。優(yōu)選地，所述的空心玻璃微珠平均粒徑為20 40 i! m,分布范圍為5 80 i! m。
本發(fā)明還提供一種空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法，包括以下步驟(I)按計(jì)量將醋酸鋅和こニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加絡(luò)合劑，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾 ，干燥，在450°C下燒制2h。(2)按計(jì)量將硝酸鋅、六次甲基四肢和蒸餾水充分混合，配制成生長液，將(I)步驟中制得的空心玻璃微珠加入生長液中，在80 100°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。本發(fā)明所具有的有益效果本發(fā)明專利首次提出一種在空心玻璃微珠表面制備高規(guī)整度的氧化鋅納米陣列的方法，首先在空心玻璃微珠上制備納米晶種子層，再將此空心玻璃微珠放入生長液中，制備得到空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。經(jīng)該方法制備的復(fù)合材料具有核殼結(jié)構(gòu)，其中核為空心玻璃微珠，殼為垂直與空心玻璃微珠表面生長的氧化鋅納米陣列結(jié)構(gòu)。該復(fù)合材料不僅具有空心玻璃微珠的輕質(zhì)、隔熱等性能，還具有納米氧化鋅的光催化性能，該復(fù)合材料可應(yīng)用于特殊領(lǐng)域的光催化材料的制備。


圖I為未經(jīng)表面改性的空心玻璃微珠掃描電子顯微鏡圖；圖2為實(shí)施例I中納米氧化鋅包覆空心玻璃微珠球體掃描電子顯微鏡圖；圖3為實(shí)施例I中納米氧化鋅包覆空心玻璃微珠球體微區(qū)表面掃描電子顯微鏡圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本 發(fā)明作進(jìn)ー步說明，但不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I將3. 3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加單こ醇胺I. 5g，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四肢7g和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，選取上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在90°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例2將3. 3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加單こ醇胺I. 5g，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅25g、六次甲基四肢I(xiàn)Og和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在90°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例3將3. 3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加單こ醇胺I. 5g，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四胺7g和蒸餾水2000g充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在90°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例4
將3.3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加檸檬酸1.58，攪拌21!，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四肢7g和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠24g加入生長液中，在90°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例5將6. 6g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加單こ醇胺3g，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四肢7g和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在90°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例6·
將3. 3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加單こ醇胺I. 5g，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在550°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四胺7g和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在90°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例7將3.3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加檸檬酸1.58，攪拌21!，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四肢7g和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在100°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例8將3. 3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加單こ醇胺I. 5g，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四胺7g和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在80°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例9將3.3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加檸檬酸1.58，攪拌21!，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四肢7g和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在80°C下保溫6h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。實(shí)施例10將3. 3g醋酸鋅、50gこニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加單こ醇胺I. 5g，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。再將硝酸鋅15g、六次甲基四胺7g和蒸餾水IOOOg充分混合，配制成生長液，上述干燥后的空心玻璃微珠12g加入生長液中，在80°C下保溫8h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)方案作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法，其原料的質(zhì)量組成為 (1)種子層溶液醋酸鋅I 10份，こニ醇甲醚10 100份，絡(luò)合劑I 5份。
(2)生長液配制硝酸鋅10 60份，六次甲基四肢5 30份，蒸餾水500 2000份，空心玻璃微珠2 30份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法，其特征在于所述的絡(luò)合劑為檸檬酸、單こ醇胺、六次甲基四肢的ー種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法，其特征在于所用的空心玻璃微珠平均粒徑為20 40 ii m,分布范圍為5 80 ii m。
4.一種權(quán)利要求I所述的空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)按計(jì)量將醋酸鋅和こニ醇甲醚充分混合，靜置2h，滴加絡(luò)合剤，攪拌2h，再加入空心玻璃微珠，攪拌，過濾，干燥，在450°C下燒制2h。
(2)按計(jì)量將硝酸鋅、六次甲基四肢和蒸餾水充分混合，配制成生長液，將(I)步驟中制得的空心玻璃微珠加入生長液中，在80 100°C下保溫4h即得具有核殼結(jié)構(gòu)的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空心玻璃微珠表面生長氧化鋅納米陣列的無模板制備方法，原料的質(zhì)量組成為(1)種子層溶液醋酸鋅1～10份，乙二醇甲醚10～100份，絡(luò)合劑1～5份。(2)生長液配制硝酸鋅10～60份，六次甲基四胺5～30份，蒸餾水500～2000份，空心玻璃微珠2～30份。經(jīng)該方法制備的空心玻璃微珠/氧化鋅納米陣列復(fù)合材料具有核殼結(jié)構(gòu)，其中核為空心玻璃微珠，殼為垂直與空心玻璃微珠表面生長的氧化鋅納米陣列結(jié)構(gòu)。該復(fù)合材料不僅具有空心玻璃微珠的輕質(zhì)、隔熱等性能，還具有納米氧化鋅的光催化性能，該復(fù)合材料可應(yīng)用于特殊領(lǐng)域的光催化材料的制備。
文檔編號C03C17/23GK102964066SQ20111036592
公開日2013年3月13日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者李軍偉, 田東奎 申請人:天津法莫西醫(yī)藥科技有限公司