[发明专利]一种高分子微球制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化合物领域，具体涉及一种表面改性的聚苯乙烯高分子微球、制备方法及其应用。

技术背景

富勒烯（Fullerene)是一类由12 个五元环和若干个六元环组成的中空笼状全碳分子，由Kroto、Smalley 和Curl 于1985 年在研究星际空间中碳尘埃的形成过程中、在进行激光蒸发石墨的质谱实验时发现，是继金刚石和石墨后的碳第三种同素形异体。其特殊的结构赋予富勒烯材料在超导、磁性、光学、催化等方面优异的性能。其中，由60 个碳原子组成的C₆₀—“巴基球” (Buckminsterfullerene) 具有异常的稳定性，并具有完美的球形对称结构。C₆₀的出现使人们了解到一个全新的碳世界，并立即引起了全世界科学家的广泛关注。1991年，Huffman 等找到了一种可以宏量制备巴基球的方法，C₆₀再次成为各领域科学家关注的热点，并由此开始了对一系列笼状分子—富勒烯的研究热潮。20 多年来，无论是在基础研究还是在实际应用领域都取得了长足的进步。作为一种典型的碳纳米功能材料，富勒烯在工业、国防、能源、科研、生物医学等领域将发挥重要的作用，市场前景广阔该产品被列入国家新材料产业十二五规划前沿新材料-纳米材料领域重要产品目录[第368号产品]。规模化生产富勒烯一直是个技术壁垒, 获得高纯度的富勒烯产品也是极为重要的瓶颈之一。

富勒烯的制备通常以石墨为原料，产物是多种富勒烯的混合物，其中主要成分C₆₀和C₇₀的比例大约在75:25与85:15之间。由于彼此分子结构非常相似，物理化学性质极为相近，产物的分离纯化具有较大的难度。色谱法是目前混合物分离的最有效手段，它具有分离效果好、分离速度快等优点，在富勒烯分离纯化中显示出独有的优势。特别是基于电荷传递机理的色谱方法在富勒烯分离纯化中表现出较高的分离选择性。富勒烯含有丰富的双键，可以作为电子给体或电子受体与含芳环的固定相产生π-π 相互作用，从而达到选择性分离。比如世界上大部分研究及生产富勒烯者使用含有芘基和五溴苯功能团的富勒烯分离填料，正是利用这种相互作用。但是，这些硅胶基质固定相的制备过程复杂且价格昂贵。同时该填料属于硅胶基质，功能基团稳定性容易受限，制备及使用过程中不能在有碱性存在的条件下进行。粒径仅为5 μm，因而柱压较大，限制了制备分离柱的尺寸规模，从而影响了分离的产量，增加使用成本。因此，亟需开发一种成本低廉而且适宜大规模制备的分离填料。