[发明专利]一种pH响应型Pickering乳液界面催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，公开了一种pH响应型Pickering乳液界面催化剂及其制备方法。本发明催化剂由淀粉功能化改性得到，具体为：将水溶性淀粉溶解后，与功能性单体在交联剂作用下交联反应，得到功能化接枝淀粉；再与贵金属盐反应，还原得到含金属粒的pH响应型Pickering乳液界面催化剂。本发明还提供上述催化剂的制备方法。本发明利用氨基随pH改变发生质子化‑去质子化的转变，利用氨基类功能性单体对淀粉进行改性，从而获得理想的pH响应型高分子材料；同时，利用质子化氨基作为纳米金属催化剂的生长点，提供数量巨大的离散位点固定纳米金属催化剂，获得性能优异的pH响应型Pickering乳液界面催化剂。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，特别涉及一种pH响应型Pickering乳液界面催化剂及其制备方法。

背景技术

随着纳米技术的发展，越来越多的具有高活性和高比表面积的纳米催化剂被用于各种化学反应中。然而，当催化剂粒径在纳米范围内时，由于现有的分离方法，如过滤和离心，在回收催化剂时会出现损耗大、过滤器堵塞、时间长、能耗高等问题。近年来，环境响应型Pickering乳液因其三大优点而成为一种颇具吸引力的催化体系：(1)催化反应发生在乳滴的界面，增大了底物与催化剂的接触；(2)局部微小空间有利于化学物质在高浓度下参与反应；(3)环境响应型破乳/乳化周期实现了良好的催化剂的回收和分离。为了满足上述条件，颗粒稳定剂需要具备高乳化性能，能够在油水界面处紧密排列。同时，控制稳定剂乳化性能的表面电荷、润湿性、甚至尺寸等，都需要能够通过周围环境的刺激来轻松调节。

淀粉基纳米颗粒与无机纳米颗粒相比具有加工简单、可再生、生物相容性好、无毒等优点。值得注意的是，由于具有规则的球形结构，在有机相和水相具有良好的耐受性，它们作为Pickering乳液稳定剂得到了广泛的研究。此外，丰富的羟基赋予了淀粉反应活性，通过羟基衍生反应，可以很容易地在淀粉链上引入疏水烷基链和聚合物链。通过这种方法，淀粉基纳米粒子很容易实现功能化，因此，淀粉基纳米颗粒具备成为一种响应型颗粒催化剂的潜力。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种pH响应型Pickering乳液界面催化剂。

本发明pH响应型Pickering乳液界面催化剂是由淀粉功能化改性得到，其表面电荷、润湿性、尺寸等能够通过周围环境的刺激来轻松调节，可实现催化剂的高效回收。

本发明另一目的在于提供一种上述pH响应型Pickering乳液界面催化剂的制备方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种pH响应型Pickering乳液界面催化剂，由淀粉功能化改性得到，具体为：将水溶性淀粉溶解后，与功能性单体在交联剂作用下交联反应，得到功能化接枝淀粉；再与贵金属盐反应，还原得到含金属粒的pH响应型Pickering乳液界面催化剂。

所用水溶性淀粉、功能性单体、交联剂的质量比为(1-3)：(2-4)：(0.05-0.2)。

所用功能化接枝淀粉与贵金属盐的质量比为1:5-4:2。

所述功能性单体可包括2-氨基丁烯酸乙酯、3-氨基丁烯酸乙酯、3-乙氨基-2-丁烯酸乙酯的至少一种。

所述的交联剂可包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺、N-(异丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-(羟甲基)丙烯酰胺的至少一种。

所述的贵金属盐可选自氯金酸、氯铂酸、氯钯酸钾等中的至少一种。

所述交联反应优选为在35-45℃反应2-3h。

所述交联反应体系的pH值优选为9-10。

所述与贵金属盐反应的体系pH值优选为4-6。