[发明专利]一种双层中空二氧化硅纳米球及其制备方法

权利要求书

1.一种双层中空二氧化硅纳米球，其特征在于，所述双层中空二氧化硅纳米球的内、外两层中空二氧化硅纳米球均为单分散结构；所述内层中空二氧化硅纳米球的粒径为100～500nm，壳层厚度为30～100nm；所述外层中空二氧化硅纳米球的粒径为162～702nm，壳层厚度为30～100nm；所述内层与外层间的距离为1～50nm。

2.一种如权利要求1所述的双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将N-异丙基丙烯酰胺单体配制成质量百分比浓度为0.1～1.0%的单体水溶液I；再将引发剂1配制成质量百分比浓度为0.25～10%的引发剂水溶液II；60～80℃无氧条件下，引发剂水溶液II与单体水溶液I混合后发生乳液聚合反应，反应5min～10h后，降温至40～60℃，制得乳液A；

所述引发剂水溶液II与单体水溶液I的体积比为1:15～40；

所述引发剂1为水溶性引发剂；

（2）将正硅酸乙酯分散到水中，40～60℃恒温预水解2～5h，制得溶液B；将步骤（1）所得乳液A与溶液B混合，40～60℃恒温反应48～96h，得到溶液C；

所述正硅酸乙酯与水的体积比为1:8～40；

所述溶液B与乳液A的体积比为1:2～5；

（3）将步骤（2）所得的溶液C与N-异丙基丙烯酰胺单体混合，得到单体质量百分比浓度为0.1～1.0%的溶液III；再将引发剂2配制成质量百分比浓度为0.25～10%的引发剂水溶液IV；60～80℃无氧条件下，引发剂水溶液IV与单体溶液III混合后发生乳液聚合反应，反应5min～10h后，降温至40～60℃，制得乳液D；

所述引发剂水溶液IV与单体溶液III的体积比为1:15～40；

所述引发剂2为水溶性引发剂；

（4）将正硅酸乙酯分散到水中，40～60℃恒温预水解2～5h，制得溶液E；将步骤（3）所得乳液D与溶液E混合，40～60℃恒温反应48～96h，经分离后，得到颗粒F；

所述正硅酸乙酯与水的体积比为1:8～40；

所述溶液E与乳液D的体积比为1:2～5；

（5）步骤（4）所得颗粒F经煅烧后，得到双层中空二氧化硅纳米球；所述煅烧温度为500～600℃、煅烧时间为4h。

3.根据权利要求2所述的双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，所述单体水溶液I的质量百分比浓度为0.1～0.52%；所述引发剂水溶液II的质量百分比浓度为0.5～7.5%；所述引发剂水溶液II与单体水溶液I的体积比为1:20～30。

4.根据权利要求2所述的双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，所述单体溶液III的质量百分比浓度为0.1～0.52%；所述引发剂水溶液IV的质量百分比浓度为0.5～7.5%；所述引发剂水溶液IV与单体溶液III的体积比为1:20～30。

5.根据权利要求2所述的双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的聚合温度为65～75℃，聚合时间为10min～6h；步骤（4）所述的聚合温度为65～75℃，聚合时间为10min～6h。

6.根据权利要求2所述的双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，所述的引发剂1为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐；所述的引发剂2为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐。

7.根据权利要求2所述的双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的反应温度为45～55℃，反应时间为72～96h；步骤（4）所述的反应温度为45～55℃，反应时间为72～96h。

8.根据权利要求2所述的双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述的煅烧温度为500～550℃。