[发明专利]一种使用聚脲微胶囊固定金属氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属氧化物的固定化方法，具体涉及一种使用聚脲微胶囊固定金属氧化物的方法。

背景技术

固定化的金属氧化物因其稳定性能、机械性能等提高，广泛地应用于催化、医药、石油化工等领域。传统的金属氧化物固定化方法是先将金属盐通过吸附作用固定在多孔载体如Al₂O₃、SiO₂和活性炭等上，然后在载体上合成金属氧化物，存在工艺复杂、操作条件苛刻、金属氧化物容易浸出等问题。

微胶囊技术因其工艺简单、成本低、可有效提高活性物种稳定性而成为一种十分有效的金属氧化物固定化方法。

El-Aaser等公开了一种TiO₂固定化方法，该方法是将含有TiO₂、苯乙烯和分散剂的有机相与水相混合，用超声和微流化装置制备水包油的微乳液，然后升高反应温度引发聚合反应，最后形成固定TiO₂的聚苯乙烯微胶囊(El-Aaser，M.S.，et al，J.Polym.Sci.：Part A：Polym.Chem.，2000，38，4419-4430)。Supsakulchai等公开了一种固定TiO₂聚苯乙烯微胶囊的制备方法，该方法与前一种方法类似，差别在于形成微乳液的方法不同。该方法采用玻璃膜乳化法将含有TiO₂、苯乙烯和分散剂的有机相与水相混合形成水包油的微乳液，然后升高反应温度引发聚合反应，最后形成固定TiO₂的聚苯乙烯微胶囊(Supsakulchai，A.，et al，J.Micorencapsulation，2003，20，1-18)。以上报道的方法需要两步才形成微胶囊，而且微乳液的制备过程复杂，所制备的微胶囊的大小不均匀。Ley等公开了一种固定四氧化锇聚脲微胶囊的制备方法，该方法是首先将溶解在Solvesso 200中的聚甲烯基聚苯基二氰酸酯(polymethylenepolyphenylene diisocyanate)和四氧化锇分散在含有木素磺酸钠、聚乙二酸、聚羟丙烯聚羟乙烯醚(polyoxypropylene polyoxyethylene ether)的水中，形成水包油乳液，然后通过界面聚合形成聚脲微胶囊。但该方法仍需要两步才形成微胶囊，并且需要用到昂贵的含有氰键的聚合物及其他类型的聚合物，制备成本较高，所制备的微胶囊破损率和大小难以控制(Ley，S.V.，et al，Org.Lett.2003，5，185)。到目前为止，尚未见到一步法制备含金属氧化物聚脲微胶囊的报道。

发明内容

本发明在于克服现有技术的缺点，提供一种工艺简单、成本低、破损率低、粒径可控的使用聚脲微胶囊固定金属氧化物的方法。

本发明的目的通过如下技术方案予以实现：

一种使用聚脲微胶囊固定金属氧化物的方法包括如下步骤：

(1)在10～50体积份去离子水中加入1～10重量份的表面活性剂I，形成溶液A；所述的表面活性剂I为水溶性的非离子表面活性剂；

(2)在5～30体积份的有机溶剂中加入1～10重量份的二异氰酸酯、0.1～1重量份的金属氧化物和1～10重量份的表面活性剂II，超声分散20～30分钟形成悬浮液B；所述的表面活性剂II为油溶性的非离子表面活性剂；

(3)以N₂作为载气，利用蠕动泵将悬浮液B泵入喷雾器，雾化后喷入溶液A中形成稳定O/W乳状液，同时发生快速的界面聚合反应；

(4)反应进行6小时后，减压浓缩得到固体粉末；

(5)将获得的固体粉末依次用95％乙醇、丙酮洗涤，自然风干即得到固定金属氧化物的微胶囊。

所述乳状液的形成是通过喷雾装置使油相分散成微小液滴后与水相混合，乳状液的液滴大小通过调变雾化器的内毛细管口径大小和泵的流速来控制，其液滴大小控制在2～60μm。

为进一步实现本发明的目的，所述的金属氧化物优选为氧化钛、二氧化钌、氧化镁或氧化锌。所述的二异氰酸酯优选为甲苯2，4-二异氰酸酯或者异佛尔酮二异氰酸酯。所述的水溶性的非离子表面活性剂优选为苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)。所述的油溶性的非离子表面活性剂优选为失水山梨醇酐单油酸酯(Span-80)。所述的有机溶剂优选为环己烷。

同现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明可一步实现金属氧化物的固定化，所负载的金属氧化物活性稳定、不易浸出。