專利名稱：一種納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于二氧化硅材料領(lǐng)域，具體涉及一種納米二氧化硅二氧化鈦復(fù) 合微粒子以及其制備方法。
背景技術(shù)：
一直以來，二氧化硅粒子在科技領(lǐng)域中是具有特殊意義的有價(jià)值的重要
材料。從現(xiàn)有技術(shù)，例如從W. STOBER等人在"膠體和界面科學(xué)雜志"(1968， Vol 26， 62-69)上發(fā)表文章以及美國專利3， 634， 588號，已知可通過對四 烷氧基硅烷進(jìn)行水解縮聚得到球形二氧化硅。日本專利JP2006248845公開了 一種通過自組裝制備規(guī)整性排列的超細(xì)納米二氧化硅粒子，平均粒徑在4一 15nm。
二氧化鈦由于其高的折光指數(shù)，作為白色顏料得到了廣泛的應(yīng)用，但是單 純二氧化鈦的折射率不宜調(diào)節(jié)。為了得到可以用來涂膜以改變膜的折光指數(shù) 的二氧化硅二氧化鈦復(fù)合粒子，我們開發(fā)了具有規(guī)整粒徑納米二氧化硅二氧 化鈦復(fù)合微粒子。中國專利CN1673188A提到通過調(diào)節(jié)pH值，使二氧化硅微 球和二氧化鈦膠體顆粒在溶液中帶相反的電荷，從而使二氧化鈦膠體顆粒依 靠靜電吸引力而沉積在二氧化硅微球的表面而得到單分散二氧化硅與二氧化 鈦復(fù)合粒子。不過其復(fù)合微球的粒徑很大，且沒有說明粒子粒徑的規(guī)整性。 中國專利CN1086362C公告了一種制備二氧化硅二氧化鈦復(fù)合的納米材料的 方法，該發(fā)明通過在硅溶膠或鈦溶膠沉積制備二氧化硅二氧化鈦相互包覆的 復(fù)合材料。中國專利CN1732235A公開了一種用二氧化硅包覆的二氧化鈦核的 粉末，但它是種粉末和分散體，沒有指明具體的粒徑大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有規(guī)整粒徑的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述復(fù)合微粒子的制備方法。 本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到
一種納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子，該復(fù)合微粒子為球形，其網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)鏈中含有以下四種結(jié)構(gòu)單元的一種或幾種
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其中二氧化硅的重量百分比為10% 60%，復(fù)合微粒子的比表面積為300 400m2/g，該復(fù)合微粒子的粒徑范圍為10 100nm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù) 為0.01 0.2。
本發(fā)明采用溶膠凝膠法制備納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子先將催 化劑和水?dāng)嚢桀A(yù)熱后，再加入含硅化合物攪拌反應(yīng)，接著加入含有鈦酸酯的 有機(jī)溶液進(jìn)行水解縮合，最后經(jīng)過熟化分離(過濾，離心)，干燥，燒結(jié)，即制 得納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子；其中從加入含硅化合物到水解縮合結(jié)
束的反應(yīng)溫度為40 100°C，反應(yīng)時(shí)間為30min 48h，攪拌轉(zhuǎn)速為50 3000rpm。加入含硅化合物后優(yōu)選反應(yīng)18 22h，含有鈦酸酯的有機(jī)溶液優(yōu)選 分批緩慢加入，每批加入后停止攪拌并反應(yīng)0.1 2小時(shí)，再打開攪拌并繼續(xù) 緩慢加入，如此重復(fù)1 5次直至加完。 一種具體的方法為在攪拌下，將水 和催化劑加入到三口燒瓶中，攪拌預(yù)熱，再加入含硅化合物，攪拌下反應(yīng)，再 升高攪拌速度，逐滴加入部分含有鈦酸酯的有機(jī)溶液后停止攪拌，反應(yīng)0. l 2h，繼續(xù)加入剩余含有鈦酸酯的有機(jī)溶液并反應(yīng)，如此二至三次，再在90 15(TC下熟化10 26h，分層，過濾，干燥，在590 75(TC下燒結(jié)得到納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。
其中各原料的加入量按重量份計(jì)如下-
含硅化合物
0. 01 20份
鈦酸酯
0. Ql 10份
催化劑
0.01 1份
有機(jī)溶劑
0. 01 10份
5Q 200份。
鈦酸酯選自鈦酸乙酯、鈦酸正丙酯、鈦酸正丁酯、鈦酸四丁酯、鈦酸異丁 酯或鈦酸異丙酯中的一種或幾種。
含硅化合物選自硅酸酯或硅烷中的一種或幾種，其中硅酸酯為正硅酸乙 酯、硅酸正丙酯、硅酸正丁酯、硅酸異丁酯或硅酸異丙酯，硅垸為四氯硅垸、 甲基三氯硅烷、苯基三氯硅垸或三甲基一氯硅烷。
氨基酸為賴氨酸或精氨酸的一種或它們的混合物。
有機(jī)溶劑選自正辛烷、甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、戊 酮、甲苯、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基-2-吡
咯烷酮中的一種或幾種組合。
含硅化合物加入后的反應(yīng)溫度和加入含有鈦酸酯的有機(jī)溶液時(shí)的溫度為 40 100°C，優(yōu)選40 90。C，最優(yōu)選50 8(TC。加入含有鈦酸酯的有機(jī)溶液 后的反應(yīng)溫度優(yōu)選為50 100°C，最優(yōu)選70 10(TC。
從加入含硅化合物到水解縮合結(jié)束的總的反應(yīng)時(shí)間為30min 48h，優(yōu)選 lh 48h。其中含硅化合物加入后的反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為1 25h，每批鈦酸酯的 加入時(shí)間優(yōu)選為0.1 2h，每批加入后的反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為0.1 2小時(shí)。熟化 時(shí)間優(yōu)選為10 26h。
攪拌轉(zhuǎn)速為50 3000rpm，優(yōu)選100 3000rpm，最優(yōu)選200 1000rpm。 其中在加入鈦酸酯后有短暫的攪拌停頓時(shí)間。
本發(fā)明的具有規(guī)整粒徑的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子是在氨基酸催化控制作用下通過溶膠凝膠法制得，本發(fā)明制備方法的操作比較簡單，在
反應(yīng)的過程中不需要調(diào)節(jié)pH值，也不需要使兩種粒子分別帶上不同的電荷
后再進(jìn)行復(fù)合。另外所得的復(fù)合微粒子具有規(guī)整的粒徑，粒徑分布較窄，可 以用來涂膜以改變膜的折射率。且關(guān)于該種微粒子的制備方法尚未見報(bào)道。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例2得到的復(fù)合粒子的透射電鏡照片。 圖2本發(fā)明對比例1得到的復(fù)合粒子的透射電鏡照片。 圖3本發(fā)明對比例2得到的復(fù)合粒子的透射電鏡照片。 圖4本發(fā)明實(shí)施例2得到的復(fù)合粒子掃描電鏡照片。 圖5本發(fā)明實(shí)施例7得到的復(fù)合粒子掃描電鏡照片。 圖6本發(fā)明實(shí)施例2得到的復(fù)合粒子紅外光譜圖。
960 cm"表示-Si-0-Ti-鍵的伸縮振動峰，796cm"表示-Si-O-Si-鍵的伸縮 振動峰，670 cm—1表示-Ti-O-Ti-鍵的伸縮振動峰(參考文獻(xiàn)Notarri B. Synthesis and catalytic properties of tianium containing zeolites. 5h/c/. Sm《 CW"1988,37:413)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
首先將116份(1克為1重量份，下同)去離子水和0.146份L-賴氨酸 加入到三口燒瓶中，60°C， 200rpm的條件下攪拌預(yù)熱0.5h，接著加入12.7份 硅酸正丙酯，200rpm攪拌下反應(yīng)20h后,將攪拌速度提高到400rpm，在半小 時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸異丙酯的正辛垸溶液4份(該溶液共12份由鈦酸異丙酯 2.8份和正辛垸9.2份構(gòu)成)，升高溫度到10(TC停止攪拌，靜置0.5h后轉(zhuǎn)移 到60'C油浴中，再在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸異丙酯的正辛烷溶液4份后，再 升高溫度到100。C停止攪拌，靜置0.5h后再次轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，第三次在 半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸異丙酯的正辛烷溶液4份，升高溫度到10(TC停止攪 拌，IO(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，650。C燒結(jié)得到納米二氧化硅二氧 化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù)中存在960cm"附近的值，表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合粒子的成功合成。該粒子 的比表面積為330m々g，粒徑范圍為40 50nm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為 0.2，其中二氧化硅的重量百分比為18 20%。 實(shí)施例2:
60°C, 200rpm攪拌下，將116份去離子水和0.292份L-賴氨酸加入到三 口燒瓶中，攪拌預(yù)熱0.5h，加入10.41份正硅酸乙酯。200rpm攪拌下反應(yīng)20h， 升高攪拌速度到400rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的正辛烷溶液4份 (該溶液共12份由鈦酸四丁酯3.4份和正辛烷8.6份構(gòu)成)，升高溫度到100'C 停止攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯 的正辛烷溶液4份，后再升高溫度到10(TC停止攪拌，0.5h后再次轉(zhuǎn)移到6CTC 油浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的正辛烷溶液4份，升高溫 度到100。C停止攪拌，10(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，65(TC燒結(jié)得到納 米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該粒子的比表面積為380m2/g，粒徑范圍 為30 40nm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.1 ，其中二氧化硅的重量百分比 為20 22%。 實(shí)施例3:
60°C, 200rpm攪拌下，將116份去離子水和0.146份L-賴氨酸加入到三 口燒瓶中，攪拌預(yù)熱0.5h，加入16.2份硅酸正丁酯。200rpm攪拌下反應(yīng)20h,升 高攪拌速度到500rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的N-甲基-2-吡咯烷 酮溶液4份(該溶液共12份由鈦酸四丁酯1.7份和N-甲基-2-吡咯烷酮10.3 份構(gòu)成)，升高溫度到IO(TC停止攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，再次在半 小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的N-甲基-2-吡咯垸酮溶液4份，后再升高溫度到 IO(TC停止攪拌，0.5h后再次轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加 入鈦酸四丁酯的N-甲基-2-妣咯烷酮溶液4份，升高溫度到IO(TC停止攪拌， IO(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，650。C燒結(jié)得到納米二氧化硅二氧化鈦 復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù)中存在960cm'1附近的值，表示 -Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合粒子的成功合成。該粒子的比表面積為350m2/g，粒徑范圍為30 40nm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.15， 其中二氧化硅的重量百分比為18 20%。 實(shí)施例4:
60°C， 200rpm攪拌下，將116份去離子水和0.146份L-賴氨酸加入到三 口燒瓶中，攪拌預(yù)熱0.5h，加入10.41份正硅酸乙酯。200rpm攪拌下反應(yīng)20h， 升高攪拌速度到400rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的甲苯溶液4份(該 溶液共12份由鈦酸四丁酯3.4份和甲苯8.6份構(gòu)成)，升高溫度到IOO'C停止 攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的甲 苯溶液4份，后再升高溫度到IO(TC停止攪拌，0.5h后再次轉(zhuǎn)移到60'C油浴 中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的甲苯溶液4份，升高溫度到 IO(TC停止攪拌，10(TC熟化16h。分層，過濾，千燥，650。C燒結(jié)得到納米二 氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù)中存在960cm" 附近的值，表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合粒子的成功合 成。該粒子的比表面積為350m2/g，粒徑范圍為30 40nm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn) 偏差系數(shù)為0.15，其中二氧化硅的重量百分比為18 20%。 實(shí)施例5:
80°C, 200rpm攪拌下，將134份去離子水和0.146份L-精氨酸加入到三 口燒瓶中，攪拌預(yù)熱0.5h，加入10.41份正硅酸乙酯。200rpm攪拌下反應(yīng)20h, 升高攪拌速度到400rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸乙酯的甲苯溶液4份(該 溶液共12份由鈦酸乙酯2.28份和正辛烷11.72份構(gòu)成)，升高溫度到IO(TC 停止攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到8(TC油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸乙酯的 甲苯溶液4份，后再升高溫度到IO(TC停止攪拌，0.5h后再次轉(zhuǎn)移到8(TC油 浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸乙酯的甲苯溶液4份，升高溫度到 IO(TC停止攪拌，IO(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，650。C燒結(jié)得到納米二 氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù)中存在960cm'1 附近的值，表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合粒子的成功合 成。該粒子的比表面積為350m2/g，粒徑范圍為30 40nm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.15，其中二氧化硅的重量百分比為18 20%。 實(shí)施例6:
70°C， 200rpm攪拌下，將116份去離子水和0.146份L-賴氨酸加入到三 口燒瓶中，攪拌預(yù)熱0.5h,加入10.41份正硅酸乙酯。200rpm攪拌下反應(yīng)20h, 升高攪拌速度到400rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的乙酸乙酯溶液4 份(該溶液共12份由鈦酸四丁酯6.8份和乙酸乙酯5.2份構(gòu)成)，升高溫度到 IOO'C停止攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到7(TC油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸 四丁酯的乙酸乙酯溶液4份，后再升高溫度到IOO'C停止攪拌，0.5h后再次 轉(zhuǎn)移到7(TC油浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的乙酸乙酯溶液 4份，升高溫度到IO(TC停止攪拌，IO(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，650°C 燒結(jié)得到納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù) 中存在960cm'1附近的值，表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù) 合粒子的成功合成。該粒子的比表面積為340m"g，粒徑范圍為30 40nm， 粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.15，其中二氧化硅的重量百分比為20 22%。 實(shí)施例7:
80°C， 100rpm攪拌下，將116份去離子水和0.146份L-賴氨酸加入到三 口燒瓶中,攪拌預(yù)熱0.5h，加入10.41份正硅酸乙酯。200rpm攪拌下反應(yīng)20h, 升高攪拌速度到300rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的正辛烷溶液4份 (該溶液共12份由鈦酸四丁酯3.4份和正辛烷8.6份構(gòu)成)，升高溫度到10(TC 停止攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到8(TC油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯 的正辛烷溶液4份，后再升高溫度到10(TC停止攪拌，0.5h后再次轉(zhuǎn)移到8(TC 油浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的正辛烷溶液4份，升高溫 度到IO(TC停止攪拌，100。C熟化16h。分層，過濾，干燥，650。C燒結(jié)得至lJ納 米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù)中存在 960cm'1附近的值表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合粒子的成 功合成。該粒子的比表面積為380mVg，粒徑范圍為30 40nm，粒徑分布的 標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.1，其中二氧化硅的重量百分比為20 22%。實(shí)施例8:
60°C， 100rpm攪拌下，將90份去離子水和0.146份L-賴氨酸加入到三口 燒瓶中，攪拌預(yù)熱0.5h，加入8.5份四氯硅垸。200rpm攪拌下反應(yīng)20h,升高 攪拌速度到400rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸異丙酯的正辛烷溶液6份(該 溶液共18份由鈦酸異丙酯3.4份和正辛烷14.6份構(gòu)成)，升高溫度到IO(TC 停止攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸異丙酯 的正辛烷溶液6份，后再升高溫度到100'C停止攪拌，0.5h后再次轉(zhuǎn)移到60°C 油浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸異丙酯的正辛烷溶液6份，升高溫 度到IO(TC停止攪拌，IO(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，65(TC燒結(jié)得到納 米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù)中存在 960cm"附近的值表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合粒子的成 功合成。該粒子的比表面積為340m"g，粒徑范圍為30 40nm，粒徑分布的 標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.2，其中二氧化硅的重量百分比為20 22%。 實(shí)施例9:
60°C， 200rpm攪拌下，將108份去離子水和0.146份L-賴氨酸加入到三 口燒瓶中,攪拌預(yù)熱0.5h,加入10.41份正硅酸乙酯。200rpm攪拌下反應(yīng)20h, 升高攪拌速度到400rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的四氫呋喃溶液4 份(該溶液共12份由鈦酸四丁酯5.1份和四氫呋喃6.9份構(gòu)成)，升高溫度到 IO(TC停止攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到60。C油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸 四丁酯的四氫呋喃溶液4份，后再升高溫度到IO(TC停止攪拌，0.5h后再次 轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的四氫呋喃溶液 4份，升高溫度到IO(TC停止攪拌，IO(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，650°C 燒結(jié)得到納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù) 中存在960cm"附近的值表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合 粒子的成功合成。該粒子的比表面積為310m"g，粒徑范圍為40 50nm，粒 徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.1，其中二氧化硅的重量百分比為30 35%。 實(shí)施例10: ii60°C， 200rpm攪拌下，將116份去離子水和0.146份L-賴氨酸加入到三 口燒瓶中，攪拌預(yù)熱0.5h，加入9.41份正硅酸乙酯和1份四氯硅垸。200rpm 攪拌下反應(yīng)20h，升高攪拌速度到200rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯 的甲醇溶液4份(該溶液共12份由鈦酸四丁酯3.4份和甲醇8.6份構(gòu)成)，升 高溫度到100。C停止攪拌。0.5h后轉(zhuǎn)移到60'C油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐滴 加入鈦酸四丁酯的甲醇溶液4份，后再升高溫度到IOO'C停止攪拌，0.5h后 再次轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的甲醇溶液 4份，升高溫度到IO(TC停止攪拌，IO(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，650'C 燒結(jié)得到納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù) 中存在960cm—1附近的值表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合 粒子的成功合成。該粒子的比表面積為320m"g，粒徑范圍為40 50nm，粒 徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.2,其中二氧化硅的重量百分比為20 22%。 對比例1:
60°C, 200rpm攪拌下，將134份去離子水，0.146份L-賴氨酸和7.3份正 辛垸加入到三口燒瓶中,攪拌預(yù)熱。0.5h后加入10.41份正硅酸乙酯。200rpm 攪拌下反應(yīng)20h,升高攪拌速度到400rpm，加入鈦酸四丁酯3.4份，4h后升 高溫度到IO(TC停止攪拌，10(TC熟化16h。分層，過濾，干燥，650。C燒結(jié)得 到納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù)中存在 960cm"附近的值表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合粒子的成 功合成。 對比例2:
60。C,200rpm攪拌下，將90份去離子水和0.146份L-賴氨酸加入到三口 燒瓶中，攪拌預(yù)熱0.5h，加入10.41份正硅酸乙酯。200rpm攪拌下反應(yīng)20h，升 高攪拌速度到400rpm，在半小時(shí)內(nèi)逐滴加入鈦酸四丁酯的正辛垸溶液4份(該 溶液共12份由鈦酸四丁酯3.4份和正辛垸8.6份構(gòu)成)，升高溫度到IO(TC同 時(shí)降低攪拌速度到100rpm。 0.5h后轉(zhuǎn)移到60。C油浴中，再次在半小時(shí)內(nèi)逐 滴加入鈦酸四丁酯的正辛烷溶液4份，后再升高溫度到IO(TC同時(shí)降低攪拌速度到lOOrpm, 0.5h后再次轉(zhuǎn)移到6(TC油浴中，第三次在半小時(shí)內(nèi)逐滴加 入鈦酸四丁酯的正辛烷溶液4份，升高溫度到IO(TC同時(shí)降低攪拌速度到 100rpm， IOO'C熟化16h。分層，過濾，干燥，65(TC燒結(jié)得到納米二氧化硅 二氧化鈦復(fù)合微粒子。該復(fù)合微粒子的紅外圖譜數(shù)據(jù)中存在960cm"附近的 值表示-Si-O-Ti-鍵的伸縮振動峰的存在，即說明復(fù)合粒子的成功合成。
權(quán)利要求
1、一種納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子，其特征是該復(fù)合微粒子為球形，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)鏈中含有以下四種結(jié)構(gòu)單元的一種或幾種
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子，其特征是所述復(fù)合微粒子的比表面積為300 400mVg，粒徑范圍為10 100nm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.01 0.2，其中二氧化硅的重量百分比為10% 60%。
3、 一種納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是先將催化劑和水?dāng)嚢桀A(yù)熱后，再加入含硅化合物攪拌反應(yīng)，接著加入含有鈦酸酯的有機(jī)溶液進(jìn)行水解縮合，最后經(jīng)過熟化分離，干燥，燒結(jié)，即制得納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子；其中從加入含硅化合物到水解縮合結(jié)束的反應(yīng)溫度為40 10(TC，反應(yīng)時(shí)間為30min 48h，攪拌轉(zhuǎn)速為50 3000rpm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是含有鈦酸酯的有機(jī)溶液分批緩慢加入，每批加入后停止攪拌并反應(yīng)0.1 2小時(shí)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是各原料按以下重量份的用量添加含硅化合物 0.01 20份鈦酸酯 0.01 10份催化劑0.01 1份有機(jī)溶劑0.01 10份50 200份。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是所述的鈦酸酯選自鈦酸乙酯、鈦酸正丙酯、鈦酸四丁酯、鈦酸異丁酯或鈦酸異丙酯中的一種或幾種。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是所述的含硅化合物選自硅酸酯或硅烷中的一種或幾種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是所述的硅酸酯為正硅酸乙酯、硅酸正丙酯、硅酸正丁酯、硅酸異丁酯或硅酸異丙酯，所述的硅垸為四氯硅烷、甲基三氯硅烷、苯基三氯硅垸或三甲基一氯硅垸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是所述的催化劑為氨基酸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是所述的氨基酸為賴氨酸、精氨酸或其混合物。
11、 根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一所述的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子的制備方法，其特征是所述的有機(jī)溶劑選自正辛烷、甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、戊酮、甲苯、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基-2-卩比咯垸酮中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有規(guī)整粒徑納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子，其中二氧化硅的重量百分比為10％～60％，比表面積在300-400m²/g，其粒徑范圍為10～100nm，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)為0.01～0.2。本發(fā)明的具有規(guī)整粒徑的納米二氧化硅二氧化鈦復(fù)合微粒子是在氨基酸催化控制作用下通過溶膠凝膠法制得，本發(fā)明制備方法的操作比較簡單，在反應(yīng)的過程中不需要調(diào)節(jié)pH值，也不需要使兩種粒子分別帶上不同的電荷后再進(jìn)行復(fù)合。另外所得的復(fù)合微粒子具有規(guī)整的粒徑，粒徑分布較窄，可以用來涂膜以改變膜的折射率。
文檔編號C01B33/00GK101624188SQ200810123590
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者倪孝威, 剛 吳, 輝 沈, 榕 陸 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司