[发明专利]用模板法制备中空球和复合结构的中空球的方法

摘要

本发明属于中空结构材料领域，特别涉及以聚合物中空球为模板来制备无机物、金属、有机物中空球和复合结构的中空球，以及具有光、电、磁、催化特性的中空球及其复合结构的中空球的制备方法。本发明以聚合物中空球为模板结合溶胶－凝胶、沉降反应、氧化还原过程，通过强制界面的方法或表面沉降方法制备了的复合结构的中空球，高温烧结或溶剂选择性抽提将模板聚合物除去得到无机物、金属、有机物中空球。通过控制反应物活性、加料方式、反应物浓度以及循环反应法，可以实现中空球结构及尺寸的控制，并可实现多种物质的复合。本发明的中空球不仅具有良好的分散性，还具有很好的强度和尺寸稳定性。本发明涉及这些中空结构材料的应用。

主权项

1.一种用模板法制备中空球和复合结构的中空球的方法，利用聚合物中空球为模板，利用其壳体为强制界面，空腔作为一反应组份原料仓库，球外投放另一反应组份，通过反应来制备中空球和复合结构的中空球；其特征是：(1).将聚合物中空球模板粒子浸泡在反应组份水溶液中，然后将得到的含反应组份水溶液的聚合物中空球在搅拌下加入到无机物前体的醇溶液中，反应完毕，离心清洗，得到表面带有无机物毛刺状物质的聚合物模板与无机物复合的复合结构的中空球；或将聚合物中空球模板粒子浸泡在还原剂溶液中，然后将得到的含还原剂溶液的聚合物中空球在搅拌下加入到金属离子盐溶液中，反应完毕，离心清洗，得到表面带有金属毛刺状物质的聚合物模板与金属复合的复合结构的中空球；或将聚合物中空球模板粒子浸泡在引发剂溶液中，然后将得到的含引发剂溶液的聚合物中空球在搅拌下加入到聚合物单体溶液中，反应完毕，离心清洗，得到表面带有有机物毛刺状物质的聚合物模板与有机物复合的复合结构的中空球；(2).将步骤(1)得到的聚合物模板与无机物或金属复合的中空球置于烧结炉内，并通空气，以0.1～10℃/分钟的速度升温至300～700℃灼烧，得到表面带无机物或金属毛刺的无机或金属中空球；或将步骤(1)得到的聚合物模板与无机物、金属或有机物复合的中空球使用选择性溶剂进行抽提，除去模板聚合物，得到表面带无机物、金属或有机物毛刺的无机物、金属或有机物中空球；所述的聚合物模板与无机物复合、与金属复合或与有机物复合，是分别在聚合物中空球模板的亲水通道生长有无机物、金属或有机物材料，及分别在聚合物中空球模板壳体内层生成连续的无机物、金属或有机物材料；所述的聚合物中空球壳体由内外两层物质组成，内层为亲水性聚合物，外层为亲油性聚合物骨架，并有亲水性通道连接空腔和壳体外环境。