一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法
【專利摘要】一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，它涉及一種三聚氰胺乙二醛微球的制備方法。本發(fā)明目的是要解決現(xiàn)有樹脂微球的制備方法存在加工工藝復雜，且制備的樹脂微球熱穩(wěn)定性差和比表面積低的問題。方法：一、將乙二醛和三聚氰胺加入去離子水中，在油浴條件下攪拌混勻，然后冷凝回流反應，冷卻至室溫，得到三聚氰胺乙二醛反應液；二、三聚氰胺乙二醛反應液經(jīng)超聲分散、洗滌、離心分離和干燥，即得到具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球。本發(fā)明優(yōu)點：具有“子母”的形貌，避開了以往樹脂球合成工藝復雜，熱穩(wěn)定性差等方面；解決了微球比表面積小的缺點。本發(fā)明主要用于制備具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球。
【專利說明】—種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三聚氰胺乙二醛微球的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著經(jīng)濟全球化，人類對儲能材料的迫切需求，碳材料作為領軍人物亦發(fā)展的愈加迅速。從碳納米管到石墨烯到球形碳材料的發(fā)展無一不證實了這一點。然而作為合成碳材料的前驅體，各種樹脂微球的發(fā)展也成為一個重要的方面。國內外對各種樹脂球的研究主要包括酚醛樹脂微球、脲醛樹脂微球、三聚氰胺甲醛樹脂微球等。固然這些微球具有極高的化學穩(wěn)定性、單分散性及良好的電化學性質，但是其熱穩(wěn)定性差、比表面積不夠高仍然限制了其在某些方面的應用。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的是要解決現(xiàn)有樹脂微球的制備方法存在加工工藝復雜，且制備的樹脂微球熱穩(wěn)定性差和比表面積低的問題，而提供一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法。
[0004]一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，具體是按以下步驟完成的:一、將乙二醛和三聚氰胺加入去離子水中，在油浴溫度60°C攪拌至混合均勻，然后在Ih~1.5h內升溫至180°C~220°C，并在溫度為180°C~220°C冷凝回流反應20~26h，停止加熱自然冷卻至室溫，得到三聚氰胺乙二醛反應液；二、將步驟一得到的三聚氰胺乙二醛反應液超聲分散至均勻 ，然后采用去離子水洗滌2~3次，用乙醇洗滌I~2次，然后在5000~8000r/min條件下離心，除去上層清液，取下層沉淀放置在60~90°C烘箱中干燥8~12h，即得到具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球；
[0005]步驟一中所述的乙二醛與去離子水的體積比為(5~24):30 ；
[0006]步驟一中所述的三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為1: (5~7)。
[0007]本發(fā)明優(yōu)點:一、由于乙二醛具有兩個相連的醛基的特殊的結構，因此本發(fā)明制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球具有“子母”的形貌，“子球”與“母球”的大小比例關系可根據(jù)實際需求調節(jié)三聚氰胺與乙二醛的摩爾比得到，三聚氰胺與乙二醛由1:1至1:5左右子球是逐漸增大的；由1:7左右升至1:15左右，母球是逐漸減小的；三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為1: (5~7)時子母球基本大小一致；二、本發(fā)明避開了以往樹脂球合成工藝復雜，熱穩(wěn)定性差等方面；解決了微球比表面積小的缺點。因此由本發(fā)明制備的微球在催化載體、能量儲存等方面都會有極其廣泛的應用，可應用在能源儲備、航天、載體催化劑等各個領域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是試驗一制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的掃描電子顯微鏡(SEM)圖；[0009]圖2是試驗一制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛碳微球的X射線衍射圖(XRD)；
[0010]圖3是試驗二制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛碳微球的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)圖；
[0011]圖4是試驗二制備的具有子母形貌的負載鈀粒子的三聚氰胺乙二醛碳微球的X射線衍射圖(XRD)。
【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:本實施方式是一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，具體是按以下步驟完成的:一、將乙二醛和三聚氰胺加入去離子水中，在油浴溫度60°C攪拌至混合均勻，然后在Ih~1.5h內升溫至180°C~220°C，并在溫度為180°C~220°C冷凝回流反應20~26h，停止加熱自然冷卻至室溫，得到三聚氰胺乙二醛反應液；二、將步驟一得到的三聚氰胺乙二醛反應液超聲分散至均勻，然后采用去離子水洗滌2~3次，用乙醇洗滌I~2次，然后在5000~8000r/min條件下離心，除去上層清液，取下層沉淀放置在60~90°C烘箱中干燥8~12h，即得到具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球。[0013]本實施方式步驟一中所述的乙二醛與去離子水的體積比為(5~24):30。
[0014]本實施方式步驟一中所述的三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為1: (5~7)。
[0015]由于乙二醛具有兩個相連的醛基的特殊的結構，因此本實施方式制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球具有“子母”的形貌，“子球”與“母球”的大小比例關系可根據(jù)實際需求調節(jié)三聚氰胺與乙二醛的摩爾比得到，三聚氰胺與乙二醛由1:1至1:5左右子球是逐漸增大的；由1:7左右升至1:15左右，母球是逐漸減小的；三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為1: (5~7)時子母球基本大小一致。
[0016]本實施方式避開了以往樹脂球合成工藝復雜，熱穩(wěn)定性差等方面；解決了微球比表面積小的缺點。因此由本實施方式制備的微球在催化載體、能量儲存等方面都會有極其廣泛的應用，可應用在能源儲備、航天、載體催化劑等各個領域。
[0017]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:步驟一中所述的乙二醛為質量分數(shù)40 %的乙二醛水溶液。其他與【具體實施方式】一相同。
[0018]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同點是:步驟一中所述的乙二醛與去離子水的體積比為(10~20):30。其他與【具體實施方式】一或二相同。
[0019]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同點是:步驟一中所述的三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為1: (5~7)。其他與【具體實施方式】一至三相同。
[0020]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同點是:步驟二中將步驟一得到的三聚氰胺乙二醛反應液超聲分散至均勻，然后采用去離子水洗滌2次，再采用乙醇洗滌I次，然后在6000~7500r/min條件下離心，除去上層清液，取下層沉淀放置在70~80°C烘箱中干燥9~llh，即得到具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球。其他與【具體實施方式】一至四相同。
[0021]采用下述試驗驗證本發(fā)明效果:
[0022]試驗一:一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，具體是按以下步驟完成的:[0023]一、將乙二醛和三聚氰胺加入去離子水中，在油浴溫度60°C攪拌至混合均勻，然后在Ih內升溫至180°C，并在溫度為180°C冷凝回流反應24h，停止加熱自然冷卻至室溫，得到三聚氰胺乙二醛反應液；二、將步驟一得到的三聚氰胺乙二醛反應液超聲分散至均勻，然后采用去離子水洗滌2次，用乙醇洗滌I次，然后在7000r/min條件下離心，除去上層清液，取下層沉淀放置在80°C烘箱中干燥10h，即得到具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球。
[0024]本試驗步驟一中所述的乙二醛與去離子水的體積比為1:2。
[0025]本試驗步驟一中所述的三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為1:6。
[0026]本試驗步驟一中所述的乙二醛為質量分數(shù)40%的乙二醛水溶液。
[0027]采用掃描電子顯微鏡觀察本試驗制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球；如圖1所示，圖1是試驗一制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的掃描電子顯微鏡(SEM)圖；通過圖1可看出三聚氰胺乙二醛微球具有子母形貌，且大小均一。
[0028]試驗二:具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的應用，具體是按著以下步驟進行:將試驗一制得具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球至于管式爐，在N2的保護下以5min/°C的升溫速率升至600°C，保持8h，自然冷卻至室溫，得到碳微球；取1.0g碳微球，置于IOOmL反應釜內，加入70mL氨水,放入馬弗爐內，在溫度180°C下保溫4h，然后依次進行離心、干燥，得到干燥產物，取0.5g干燥產物，并加入ImL濃度為15mmol/L的PdCl2，然后在溫度為60°C下保溫4h,再后加入0.2mL濃度為6mmol/L的NaHB4,室溫攪拌Ih,離心干燥,得到具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛碳微球。
[0029]采用X射線衍射儀觀察本試驗制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛碳微球；如圖2所示，圖2是試驗二制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛碳微球的X射線衍射圖(XRD);通過圖2可看出在25.5°和43.5°有明顯的特征峰，為石墨晶面。
[0030]采用傅里葉變換紅外光譜儀觀察本試驗制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛碳微球；如圖3所示，圖3是試驗二制備的具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)圖；通過圖3可表征微球為 碳兀素構成。
[0031]采用X射線衍射儀觀察本試驗制備的具有子母形貌的負載鈀粒子的三聚氰胺乙二醛碳微球；如圖4所示，圖4是試驗二制備的具有子母形貌的負載鈀粒子的三聚氰胺乙二醛碳微球的X射線衍射圖(XRD);通過此圖可看出有明顯的Pd2+的特征峰，表示成功負載
Pd2+。
【權利要求】
1.一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，其特征在于一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法是按以下步驟完成的:一、將乙二醛和三聚氰胺加入去離子水中，在油浴溫度60°c攪拌至混合均勻，然后在Ih~1.5h內升溫至180°C~220°C，并在溫度為180°C~220°C冷凝回流反應20~26h，停止加熱自然冷卻至室溫，得到三聚氰胺乙二醛反應液；二、將步驟一得到的三聚氰胺乙二醛反應液超聲分散至均勻，然后采用去離子水洗滌2~3次，用乙醇洗滌I~2次，然后在5000~8000r/min條件下離心，除去上層清液，取下層沉淀放置在60~90°C烘箱中干燥8~12h，即得到具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球； 步驟一中所述的乙二醛與去離子水的體積比為(5~24):30 ； 步驟一中所述的三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為1: (5~7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，其特征在于步驟一中所述的乙二醛為質量分數(shù)40%的乙二醛水溶液。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，其特征在于步驟一中所述的乙二醛與去離子水的體積比為(10~20):30ο
4.根據(jù)權利要求1所述的一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，其特征在于步驟一中所述的三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為1:6。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球的制備方法，其特征在于步驟二中將步驟一得到的三聚氰胺乙二醛反應液超聲分散至均勻，然后采用去離子水洗滌2次，再采用乙醇洗滌I次，然后在6000~7500r/min條件下離心，除去上層清液，取下層沉淀放置在70~80°C烘箱中干燥9~llh，即得到具有子母形貌的三聚氰胺乙二醛微球。
【文檔編號】C08G12/32GK103923288SQ201410169631
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權日:2014年4月25日
【發(fā)明者】孫立國, 白英瑋, 邢維干, 張艷紅, 汪成 申請人:黑龍江大學