本發明專利技術公開了一種酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料及其制備方法，其是以一維模板納米材料、苯酚和六亞甲基四胺為原料，經水熱反應得到的酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米光纜；該光纜的長度為1~10μm，直徑為100~800nm，其中酚醛樹脂為包覆在項鏈狀一維納米材料外部的殼層。本方法采用易合成的一維納米材料為模板，利用簡單的聚合反應合成出了形貌可控的具有良好熒光性質的酚醛樹脂包覆的納米光纜，制備條件溫和，反應時間短，操作簡單，較適合產業化放大。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于納米材料制備
，具體涉及高比表面積的熒光納米材料，特別是酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料及其制備方法和應用。
技術介紹
項鏈狀一維納米材料由于其獨特的結構帶來了很多特殊的性質和廣泛的應用。目前，關于這種特殊的結構，可見到以下一些報道《美國化學會會志》(Journalof the American Chemical Society, 2008 年 130卷，5650頁)報道了一步法制備Cu/聚乙烯醇(PVA)項鏈狀核殼一維微光纜的合成方法。這種方法利用了聚乙烯醇的還原和模板作用，在合適的反應條件下，得到了項鏈狀的一維納米核殼結構；但這種方法由于反應時間長，反應環境苛刻(PH=9. 5)，產量低，不易實現大規模生產。·德國《先進材料》(Advanced Materials, 2008年20期4091頁)報道了一種利用化學氣相沉積過程制備B/SiOx “納米項鏈”的合成方法。這種項鏈狀納米結構在環氧樹脂納米復合材料中有著很優秀的力學增強性質；但這種固相方法需要很高的溫度，反應條件非常苛刻，因此不利于大量生產。德國《先進功能材料》(AdvancedFunctional Materials, 2011 年 2I 卷 I398 頁)報道了一種靜電紡絲和電噴射相結合的方法合成珠串狀異質結構納米纖維，這種纖維是由聚苯乙烯纖維將聚乙二醇小珠串聯而成的。雖然這種方法可以大量合成，但反應裝置比較復雜，且對兩種反應物的選擇比較嚴苛。美國《物理化學雜志C》(Journal of Physical Chemistry C, 2008 年 112 卷 9644頁)報道了利用鐵催化劑參與的化學氣相沉積的方法合成出了項鏈狀的碳納米纖維。這種方法的反應溫度太高(1100° C)，并且用到了一種鐵的催化劑，使得這種方法不能夠用來大量制備。美國《蘭格繆爾》(Langmuir，2010年26卷1186頁)報道了一種利用靜電紡絲合成聚乙烯醇/ 二氧化硅項鏈狀一維納米結構的方法。此方法用到靜電紡絲，裝置價格昂貴，產量較低。酚醛樹脂作為一種重要的高分子材料，廣泛應用于各個方面，然而至今還沒有見到利用其合成出項鏈狀一維納米結構的報道。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術的目的是提供一種利用一維材料作為模板合成酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料的方法。本專利技術的另一目的是提供上述方法制備的酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料。本專利技術的還一目的是提供上述方法制備的酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料在生物標識及力學增強復合材料中的應用。為了實現本專利技術的目的，本專利技術提供了一種酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料，其是以一維模板納米材料、苯酚和六亞甲基四胺為原料，經水熱反應得到的酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米光纜；該光纜的長度為f 10 μ m，直徑為10(T800nm，其中酚醛樹脂為包覆在項鏈狀一維納米材料外部的殼層。優選的,所述一維納米模板材料為締納米線、締納米棒或銀納米線；所述殼層厚度優選為50 400nm。根據應用需要，調整原料的比例、濃度以及水熱反應的條件，可以控制所述酚 醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料的形貌。進一步地，本專利技術提供了制備酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料的方法，其包括以下步驟按比例將一維模板納米材料水溶液與苯酚和六亞甲基四胺混合，混合液在密閉反應容器中于一定溫度下水熱反應即得到酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維核殼狀納米材料。其中，所述一維模板納米材料與苯酚和六亞甲基四胺的物質的量比值優選為1:9. 5 15. 5:11. 9 47. 6 ;其中一維模板納米材料在混合溶液中的濃度優選為O. 0024 O. 003mol/L，苯酚在混合液中的濃度優選為O. 0086 O. 037mol/L，六亞甲基四胺在混合液中的濃度優選為O. 028 O. 4mol/L。更優選的，所述一維模板納米材料與苯酚和六亞甲基四胺的物質的量比值為1:9. 5:23. 8。所述水熱反應的條件優選為溫度12(Γ200° C，反應時間為不小于4小時；更優選的，所述水熱反應溫度為14(Γ160° C，反應時間為4小時。上述方法還進一步包括將得到酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維核殼狀納米材料用鹽酸和過氧化氫水溶液處理。該步驟能將其中的碲核蝕刻掉，從而得到項鏈狀的酚醛樹脂一維納米線。其中，所述鹽酸、過氧化氫和水的體積比優選為HCl:H2O2:Η20=2:3 5:23 25 ;更優選的，所述鹽酸、過氧化氫和水的體積比為HCl: H2O2: Η20=2:5:23。更進一步地，本專利技術還提供了上述方法制備的酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料在生物標識及力學增強復合材料中的應用。利用該材料的綠色熒光性質可有效用于生物標識方面，另外，利用其特殊的項鏈狀結構可作為添加劑用于力學增強復合材料。本專利技術的有益效果由于本專利技術采用不同的一維納米材料作為模板，同時利用酚醛樹脂的聚合反應，很容易的合成出了酚醛樹脂包覆的一維納米光纜結構。此方法很容易通過調節聚合物單體(六亞甲基四氨和苯酚)的濃度以及反應溫度來控制最終產物的形貌，且反應時間短，反應條件溫和，反應前驅物很容易得到，可以實現大規模生產，并且根據我們的具體需要可以選擇不同形貌的產物進行應用。通過紅外測試可以證實其表面有大量羥基，氮氣吸脫附曲線可以證實我們得到的項鏈狀一維納米結構有著很高的比表面積，而X射線光電子能譜(XPS)證實其中也含有氨基，因此這些表面基團都可以用來對其進行功能化處理，如修飾一些催化納米顆粒在其表面，在催化領域會有很高的應用價值；由于本產品去除碲核后有穩定且持久的熒光性能，同時具有很好的生物相容性，并且可以修飾一些功能性的磁性納米顆粒，從而在生物成像方面有著很好的應用前景。總之，本專利技術采用易合成的一維納米材料為模板，利用簡單的聚合反應合成出了形貌可控的酚醛樹脂包覆的納米光纜結構，制備條件溫和，反應時間短，操作簡單，較適合工業的擴大化生產。附圖說明圖I是實施例I中制備的碲線/酚醛樹脂項鏈狀核殼結構納米光纜的掃描和透射電鏡照片；圖2是實施例2中制備的不同溫度下碲線/酚醛樹脂納米光纜的掃描電鏡照片；圖中 a:120° C ；b:140° C;c:180° C;d:200° C;圖3是實施例3中在不同苯酚初始濃度下制備的碲線/酚醛樹脂納米光纜的掃描電鏡照片；圖中 a:O. 3mmol;b:O. Bmmol ; c:O. 8mmol; d: lmmol; e: I. 3mmol;圖4是實施例4中在不同六亞甲基四胺初始加入量下得到碲線/酚醛樹脂納米光纜的掃描電鏡照片；圖中a:0. 14g;b:0. 56g; 圖5是實施例5中去除碲核后得到的項鏈狀酚醛樹脂一維納米線的掃描和投射電鏡照片；圖6是實施例6中以碲納米棒和銀納米線為模板制備的項鏈狀一維納米光纜的掃描和透射電鏡照片；圖中a，b:碲納米棒為模板；c，d:銀納米線為模板。具體實施例方式以下結合實施例對本專利技術模板法合成形貌可控的酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米光纜的制備方法做具體說明。實驗中所用藥品和試劑均購買自國藥集團化學試劑有限公司，密閉反應容器為福建盛鑫機械有限公司生產的不銹鋼反應釜。實施例I①超細碲納米線的合成稱取O. 092g亞碲酸鈉和Ig聚乙烯吡咯烷酮溶于33ml水中，接著加入I. 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米材料，其特征在于，其是以一維模板納米材料、苯酚和六亞甲基四胺為原料，經水熱反應得到的酚醛樹脂包覆的項鏈狀一維納米光纜；該光纜的長度為1~10μm，直徑為100~800nm，其中酚醛樹脂為包覆在項鏈狀一維納米材料外部的殼層。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：俞書宏，汪鑫，
申請(專利權)人：中國科學技術大學，
類型：發明
國別省市：
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