溶胶-凝胶法制备纳米三氧化钨

近年来，将高分子包覆在无机纳米微粒表面，制备出核壳式无机/高分子纳米复合微粒的研究受到了越来越多的研究者的关注，其在微电子，光电、生物和医用材料等领域都有着广阔的应用前景。

核壳结构纳米复合微粒的制备，主要分接口聚合法、凝聚相分离法、干燥浴法和溶胶-凝胶法等几种方法。其中，溶胶-凝胶法是成本较低的一种方法，可在三氧化钨纳米微球的表面化学键接一层聚合物，进而形成的以三氧化钨纳米微球为核、聚合物为壳的化学键连接的三氧化钨-聚合物纳米核壳结构微球，这种方法的过程为：

(1)将0.5～5g钨酸和1.26～12.6g柠檬酸，以3∶1的摩尔比制成水溶液，在连续搅拌和55-70℃条件下，用氨水调节PH至8～12，形成三氧化钨/柠檬酸鳌合物溶液，对该溶液在45～100℃下加热8～36小时，生成凝胶状前驱物，在500℃～900℃高温下煅烧1～12小时，生成三氧化钨纳米粉末；

(2)称取0.1～1.5g三氧化钨纳米粉末分散于10～50ml无水乙醇中，逐滴滴加5～50ml浓度为0.025g/ml的偶联剂的乙醇溶液，在30-40℃水浴条件下，反应30-40小时，25～45℃真空干燥12小时以上，得到偶联剂处理的三氧化钨纳米粉末；

(3)在装有回流冷凝装置的三口烧瓶中，将0.5～5g上述偶联剂处理地三氧化钨纳米粉末超声分散于10～50ml无水乙醇中，同时加入0.1～1.0g缓冲剂、0.05～0.5g乳化剂以及50～250ml去离子水，超声分散均匀后，加入5～25ml单体，45-60℃预乳化0.5～4小时后，温度升高到75-85℃，滴加5～50ml浓度为0.012g/ml的过硫酸盐的水溶液，滴加完后继续反应6～24小时，停止反应得到白色乳液，该乳液离心过滤和纯化处理后，再用甲苯洗涤，除去均聚物；60～100℃真空干燥12小时以上，即得到三氧化钨-聚合物纳米核壳结微粒。

采用溶胶-凝胶法制备出三氧化钨纳米微粒，然后通过偶联剂作用在三氧化钨微粒表面引入可以与乙烯单体反应的官能团，进而通过微乳液聚合方法在三氧化钨粒子表面进行乳液聚合，形成三氧化钨-聚合物核壳结构的纳米微球。三氧化钨核层与聚合物壳层的接口作用将会由于化学键作用而大大增强。而且，在三氧化钨纳米粒子表面包覆高分子材料，可以防止外界环境与三氧化钨纳米粒子间的作用，并改变三氧化钨纳米粒子的光学性能、热学性能、电学性能或表面活性，提高三氧化钨纳米微粒的分散性，改善其与有机溶剂、聚合物等的亲和性，并将三氧化钨纳米微粒与其他有机半导体进行有效复合改性，提高其光电性能或加工性能，使其满足多种特殊需要，因而具有较高的应用价值。

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