[发明专利]制备有机空心结构纳米材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备具有中空结构的纳米材料的方法，特别涉及一种制备能控制得到不同结构的有机空心纳米材料的方法。

背景技术

具有中空结构的纳米材料，由于其具备空腔、质轻等特殊性能，在器件制备、催化反应、存储材料、生物医用材料等方面具有独特的优势。在纳米尺度范围内，对材料进行尺寸和结构的精确控制，制备中空纳米材料，一直是材料学家们所追求的目标和研究的热点。但是由于材料结构的特殊性，中空纳米结构的制备往往需要非常复杂的步骤，目标产物的单分散性和尺寸也难以精确控制，因此制备的产量非常低，为了制备中空纳米材料，有关文献（Schwartzberg, A. M.; Olson, T. Y.; Talley, C. E.; Zhang, J. Z. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19935. ；Yang, J.; Lee, J. Y.; Too, H. P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 19208. ； Leslie, A.; Chen, Y. C.; Xia, Y. N. Nano Res. 2008, 1: 441-449）报道了应用电偶置换反应法制备中空纳米材料的技术，其仅仅局限于贵金属如铂、金中空材料的制备；也有文献（Kuo, C. H.; Huang, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130: 12815–12820）中公开了采用先通过自组装后再用化学试剂（酸或碱）来刻蚀成中空材料的技术，但是该方法用化学法刻蚀反应比较剧烈，选择性刻蚀比较难以控制；还有文献（Kim, D.; Park, J.; An, K.; Yang, N. K.; Park, J. G.; Hyeon, T. J. Am.Chem. Soc. 2007, 129, 5812）报道通过水热法结合化学刻蚀合成；自身模版法合成也在文献（Jung, S.; Cho, W.; Lee, H. J.; Oh, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47: 1–5）中公开，该方法仅仅局限于很少量有机物，合成条件繁琐，产率低；它以硅球为模版合成中空纳米材料，在去除模版过程操作繁琐，得到的产物的不够理想。

发明内容

本发明目的是提供一种操作简单，成本低廉，对环境友好，产物分散性和可控性好的有机空心结构纳米材料的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种制备有机空心结构纳米材料的方法，包括如下步骤：

1）将目标有机化合物溶于良溶剂中，配制成目标有机化合物溶液，该溶液中有机化合物的浓度范围为5×10^-4～4×10^-3 mol/L；所述的目标有机化合物为2,5,8,11-四叔丁基苝；所述的良溶剂为四氢呋喃；

2）将表面活性剂溶于不良溶剂中，配制成表面活性剂溶液，该溶液中表面活性剂的浓度范围为1.0～8.3 g/L；所述的表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物，通常被称为P123，其结构式为：                                                  ；所述的不良溶剂为去离子水；

3）将步骤2）得到的表面活性剂溶液恒温于0～15℃的某一温度，搅拌条件下向其中加入由步骤1）得到的目标有机化合物溶液，控制反应时间为3～5分钟；其中，良溶剂与不良溶剂的体积比为1：10～1：5；

4）将得到的产物置于恒温水浴中静置陈化，恒温温度为0～25℃的某一温度；陈化时间为6～36小时；

5）将得到的陈化物离心、洗涤、干燥，得到所需结构的有机空心结构纳米材料。

本发明所述的有机空心结构纳米材料的结构包括十八面体笼状结构、空心立方块结构、空心立方体骨架结构、球形空心结构或花瓣星形空心结构。