CN2021104303304基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN113198395A
(43)申请公布日2021.08.03
(21)申请号202110430330.4
(22)申请日2021.04.21
(71)申请人四川大学
地址610065四川省成都市一环路南一段
24号
(72)发明人顾爱群余自力李佐才邱孝涛
唐思琪
(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限
公司11429
代理人李蜜
(51)Int.Cl.
B01J8/10(2006.01)
B01J8/08(2006.01)

权利要求书2页说明书15页附图4页
(54)发明名称
基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改
性高效可控方法
(57)摘要
本发明公开了一种基于非水体系脱醇反应
的无机颗粒表面改性高效可控方法，以无机氧化
物颗粒、硅烷偶联剂、反应介质和反应助剂为原
料，首先将原料进行除水处理；再将硅烷偶联剂
和反应助剂加入到无机氧化物颗粒的均匀分散
液中形成反应体系；之后在通氮气保护下，将反
应体系置于油浴中，在搅拌条件下加热反应6～
36h；将反应所得混合液经纯化、干燥即得到改性
无机氧化物颗粒。本发明能够大幅提升硅烷偶联
剂在无机氧化物颗粒表面的接枝率，并且具有较
强的可调控性。通过使用不同的改性底物和/或
改变反应条件，能实现有效调控不同功能硅烷偶
联剂在无机颗粒表面的接枝率，如十八烷三甲氧
基硅烷在纳米二氧化硅表面接枝率可在0～9.5
个/nm2范围内调控。
CN113198395A
CN113198395A权利要求书1/2页

1.基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，其特征在于，以无机氧
化物颗粒、硅烷偶联剂、反应介质和反应助剂为原料，按照以下步骤进行：
(1)原料处理，将待改性无机氧化物颗粒进行干燥，并将硅烷偶联剂、反应介质和反应
助剂进行除水处理；
(2)无机氧化物颗粒分散处理，将待改性无机氧化物颗粒均匀分散于反应介质中，得到
无机氧化物颗粒的均匀分散液；
(3)无机氧化物颗粒改性反应，将硅烷偶联剂和反应助剂加入到无机氧化物颗粒的均
匀分散液中形成反应体系；之后通氮气保护，将反应体系置于油浴中，在搅拌条件下加热反
应6～36h；所述无机纳米颗粒、硅烷偶联剂和反应助剂的摩尔比为1:(0.24～1.0):(0.035
～0.23)；所述反应助剂为铋/锡的有机酸盐和/或有机胺；
(4)纯化处理，反应完成后，将反应所得产物经纯化、干燥处理即得到改性无机氧化物
颗粒。
2.根据权利要求1所述的基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，
其特征在于，无机氧化物颗粒为表面含羟基的无机氧化物颗粒。
3.根据权利要求2所述的基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，
其特征在于，无机氧化物颗粒为纳米级或微米级的二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化
二铝中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，

其特征在于，所述硅烷偶联剂结构式为R(R’)3‑xSi(OR”)x，R和R’代表不同的功能性有机官

能团，R为饱和烷烃‑CnH2n+1，n为1～30的整数，或为与有机物反应的基团；与有机物反应的基
团为乙烯基、烯丙基、胺基、环氧基、琉基或丙烯酰氧丙基；R’为甲基或乙基；R”为甲基或乙
基，x为OR”基团的数目，x＝1、2或3。
5.根据权利要求4所述的基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，
其特征在于，所述硅烷偶联剂为十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基
三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅、辛基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基
硅、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙
基三甲氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷
中的一种。
6.根据权利要求1所述的基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，
其特征在于，所述反应介质为甲苯、二甲苯、苯甲醇、二苯醚、苯甲醚中的一种；所述铋/锡的
有机酸盐为新癸酸铋、异辛酸铋、环烷酸铋、二月桂酸丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、二乙酸
二丁基锡中的一种；所述有机胺为乙二胺，三丙胺、二丁胺、三辛胺中的一种。
7.根据权利要求1所述的基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，
其特征在于，所述溶剂的使用量按照每分散1摩尔无机氧化物颗粒需要1500～4500mL溶剂
计量。
8.根据权利要求1所述的基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，
其特征在于，油浴的加热温度为70～150℃。
9.根据权利要求1所述的基于非水体系脱醇反应的无机颗粒表面改性高效可控方法，
其特征在于，纯化