[发明专利]水溶性卤化物纳微颗粒及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有特殊形貌的卤化物纳微粒子，其制备方法及其应用。所述纳微粒子可作为一种新的环境友好型模板，用于制备各种材料的纳微空心结构，本发明属于新材料及其制备领域，可广泛应用于控制释放，药物输送、选择吸收、催化和锂离子电池等领域。 

背景技术

具有空心结构的物质或化合物具有比重小，比表面积大，可包藏其他物质实现保护，缓释或加大催化作用等功能，在控制释放，药物输送、选择吸收和催化等领域具有良好的应用前景，其中以氧化物空心结构的制备与应用最为广泛。制备氧化物空心结构的手段一般是利用无机或有机材料预先制备核心模板并包覆所定物质，再利用各种方法除去核心部分，获得物质的空心结构。 

利用模板法制备氧化物空心结构的方法较多，但可将其主要分类为硬模板法和软模板法两类。其中硬模板法多指用单分散的无机物、高分子聚合物或树脂的纳微粒子作为核心，在其表面包覆各种化学物质形成核壳结构，并通过煅烧或溶剂萃取等方法除去作为模板的核心部分，留下外壳形成均一的空心结构。而软模板法一般是在溶液中进行，利用(反)胶束或乳液液滴等柔性可变形的材料作为模板，通过在溶液中两相界面发生的化学反应形成空心结构，最后经分离干燥，获得所定中空结构。 

在上述两类主要的模板法中，硬模板法具有单分散性好，可重复性高，颗粒形貌和尺寸均一等优点。但是，同时也存在制备步骤复杂，条件苛刻，反应时间长，模板去除难，容易对环境造成污染等显著缺点。软模板法具有方法简单、条件温和等优点，但也存在颗粒形貌单一，尺寸不均，单分散性差等显著缺点。 

也就是说，尽管上述两种模板法已经被广泛用于制备各种空心结构，并应用于控制释放，药物输送、选择吸收和催化等多种领域，但仍然缺乏一种简单易行，反应条件温和、单分散性好，形态均一，形貌可控，特别是物质含量丰富并对环境更为友好的，制备各种空心结构材料的新的模板法。 

卤化物（比如氯化钠）是地球上含量最为丰富的物质之一，在日常生活中被广泛使用而对人体完全无害。另外，卤化物中大部分可被水所轻易溶解简单地分离或去除，对地球环境极为友好。但是，由于大部分卤化物为低熔点的离子晶体，存在形貌单一（一般只发现为立方体或类似），颗粒极难在纳米或亚微米尺寸上实现调控，至今没有被认为是一种潜在 的新的模板材料。 

目前对典型卤化物中超细氯化钠的制备方法报道较多，例如，微米级超细氯化钠的制备技术有球磨粉碎法法、喷雾干燥法、超声化学法等。球磨法一般需要二次球磨，由于氯化钠的强吸水性质是的球磨条件苛刻，球磨后的产品需要高温脱水处理。该方法制备的超细氯化钠易团聚，且易带入杂质。 

2009年有报道用反溶剂法制备了微米级的氯化钠颗粒（一种微米级超细氯化钠的制备方法，专利申请号：200910031335.9），但是其尺寸较大（～10um），粒径分布宽，迄今同样，而且只能获得立方体形这一单一形貌。 

2011年有报道制备了单面漏斗状的氯化钠空心集体颗粒，但是它为许多颗粒的集合体，并不是单分散的小颗粒，且尺寸很大，制备步骤复杂，条件控制苛刻（Hopper-Like Single Crystals of Sodium Chloride Grown at the Interface of Metastable Water Droplets，Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,6044～6047）。 

在2012年，也有报道在氯化钠上沉积了氧化锡并获得其空心立方体结构，但是，氧化锡仅沉积在作为化学反应中间产物混在的氯化钠晶粒上，未对氯化钠晶体尺寸和形貌做任何有效的调控，也未从溶液中直接分离而获得单分散性及形貌尺寸可控的氯化钠晶粒（Sodium Chloride Template Synthesis of Cubic Tin Dioxide Hollow Particles for Lithium Ion Battery Applications,ACS Appl.Mater.Interfaces2012,4,1537-1542）。 

综上所述，目前氯化钠颗粒的形貌只限于立方体，几乎没有形貌尺寸可控可分离的单分散氯化钠或其他卤化物的任何报道，更没有提出将这类地球含量极为丰富的水溶性物质作为一种新的模板制备空心结构的思路。 

发明内容