專利名稱：一種新型介孔二氧化硅納米球的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型介孔二氧化硅納米球的制備方法，屬于無機化學和材料合成 技術領域。
背景技術：
自從1992年，美國Mobil公司的科學家首次運用納米結構自組裝技術，以季銨鹽 陽離子表面活性劑為模板，制備出具有均勻孔道、孔徑可調的MCM-41以來，介孔材料由于 其具有易于修飾的內表面和較高的比表面積，窄的孔徑分布、規(guī)則的孔道排列以及組成的 靈活性等特點，有很好的滲透性能、吸附性能和篩分分子的能力，因而在催化、吸附和分離、 藥物傳輸?shù)阮I域具有極其廣泛的應用前景。目前，藥物的直接包埋和控釋是有序介孔材料 很好的應用領域，這主要在于有序介孔材料具有很大的比表面積和比孔容，可以在材料的 孔道里固定包埋各種藥物，并可對藥物起到控釋作用，提高藥效的持久性；還可利用生物導 向作用，有效、準確地擊中靶細胞和病變部位，充分發(fā)揮藥物的療效，因此，這一領域已吸引 了眾多科學家的關注。其中，在介孔材料中家族中，二氧化硅多孔結構的納米球因具有結構穩(wěn)定、無毒性 以及生物相容性等優(yōu)點，是藥物分子載體理想材料之一。因而受到人們的廣泛關注。目前， 各種合成方法，如硬模板法、囊泡法以及微乳液法等已被用來合成多孔納米球和納米囊。已 知方法中，在油_水反相環(huán)境下，通過模板劑與無機硅物種自組裝形成納米硅材料被認為 是一種非常有效的方法，引起研究者們的極大興趣。然而，如何獲得尺寸和形貌可控且藥物 載帶和緩釋性能優(yōu)越的多孔納米囊和納米球，仍然是一項偉大的挑戰(zhàn)。因此，探索合成優(yōu)良 形貌且尺寸可控介孔硅球的方法是非常必要的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種新型介孔二氧化硅納米球的制備方法本發(fā)明一種新型介孔二氧化硅納米球的制備方法，其特征在于具有以下的制備過 程和步驟a.取一定量的乙醚和一定量的去離子水放入容器中，乙醚與去離子水的體積比為 4 1 6 1 ；在定溫下磁力攪拌，使混合均勻；b.然后依次在上述溶液中加入適量氨水和正硅酸乙酯(TEOS)，氨水與正硅酸乙 酯兩者的體積比為1 1 1 4 ；繼續(xù)攪拌反應1 3小時；c.在上述溶液中繼續(xù)逐步緩慢加入正硅酸乙酯(TEOS)和十六烷基三甲基溴化銨 (CTAB)；兩者的用量以體積重量比來計量，即TEOS CTAB=I (0. 35 1. 0)，也就是說， 每ImL正硅酸乙酯需配用0. 35 1. Og的十六烷基三甲基溴化銨；然后緩慢攪拌反應3 6小時；d.將上述混合液裝入高壓反應釜，放入120°C烘箱中，反應12 24小時；e.取出混合液分別用去離子水和乙醇反復洗滌多次，然后離心分離，得到沉淀；
3將此沉淀放在60°C烘箱中烘干，最終得到介孔二氧化硅納米球。本發(fā)明的工藝過程中，以 十六烷基三甲基溴化銨作為模板劑，水為溶劑，乙醚作為共溶劑，充分攪拌均勻后，可使溶 液形成反向微乳體系；此外，乙醚同時起到了輔助模板劑的作用；本發(fā)明方法的得到的納 米多孔硅球既具有中心發(fā)散的形貌又具有介孔結構。本發(fā)明采用簡單的反相微乳法，首次制備出從中心向四周發(fā)射的新型菊花狀新形 貌多孔二氧化硅納米球，該材料有望應用于生物醫(yī)藥方面，如藥物的可控釋放，生物傳感器 以及細胞標記等領域。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明技術具有以下顯著優(yōu)點本發(fā)明制成的這種新型多孔SiO2納米球，是一種從中心向四周發(fā)散生長的新形貌 多孔SiO2納米球。本發(fā)明方法操作簡單，重復性好；得到的多孔SiO2納米球具有化學穩(wěn)定 性高、低毒甚至無毒、成本低廉、易于實現(xiàn)生物相容等特點，經過表面修飾等后續(xù)處理后可 用于生物載藥、熒光標記等。


圖1為本發(fā)明實施例1中所得新型多孔SiO2納米球的SEM照片。圖2為本發(fā)明實施例1中所得新型多孔SiO2納米球的TEM照片。圖3為本發(fā)明實施例1中所得新型多孔SiO2納米球的XRD圖譜。
具體實施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。實施例1(1)用量筒分別量取40mL乙醚(CH3OCH3)和8mLH20倒入IOOmL帶塞子的密封圓底 燒瓶中，室溫下磁力攪拌混合均勻；(2)然后依次向溶液中緩慢加入ImL氨水(NH4OH)和2mL正硅酸乙酯(TEOS)，繼 續(xù)攪拌反應3小時；(3)再向上述溶液中逐步緩慢加入TEOS 2mL和十六烷基三甲基溴化銨 (CTAB) 1. Og,緩慢攪拌反應5小時；(4)將上步混合液裝入高壓反應釜，放入120°C的烘箱中，反應20小時；(5)取出混合液分別用蒸餾水、乙醇反復洗滌后離心分離取下層沉淀，最后將沉淀
置于60°C烘箱中烘干，得到多孔SiO2納米球。實施例2實施過程步驟除以下不同外，其他均與實施例1相同在⑵步驟中，依次向溶液中緩慢加入ImL氨水(NH4OH)和2mL正硅酸乙酯 (TEOS)，繼續(xù)攪拌反應1小時；在(3)步驟中，再向溶液中逐步緩慢加入TEOS 2mL、十六烷基三甲基溴化銨 (CTAB) 0. Sg,緩慢攪拌反應3小時；所得結果與實施例1基本相似，不同在于SiO2納米球的直徑比實施例1的略小。實施例3
4
實施過程步驟除以下不同外，其他均與實施例1相同在⑵步驟中，依次向溶液中緩慢加入ImL氨水(NH4OH)和ImL正硅酸乙酯 (TEOS)，繼續(xù)攪拌反應2小時；在(3)步驟中，再向溶液中逐步緩慢加入TEOS ImL和十六烷基三甲基溴化銨 (CTAB) 1. Og,緩慢攪拌反應5小時；結果與實施例1大體相似，不同在于得到SiO2納米球的產量有些下降，得到的SiO2 納米球有些偏小。實施例4實施過程步驟除以下不同外，其他均與實施例1相同在⑵步驟中，然后依次向溶液中緩慢加入ImL氨水(NH4OH)和4mL正硅酸乙酯 (TEOS)，繼續(xù)攪拌反應3小時；在(3)步驟中，再向溶液中逐步緩慢加入TEOS 4mL和十六烷基三甲基溴化銨 (CTAB) 1. 5g，緩慢攪拌反應4小時;結果與實施例1大體相似，不同在于SiO2納米球的產量有所提高，粒徑略微偏大。 儀器檢測各項儀器檢測結果示于附圖的圖1、圖2和圖3中。參見附圖，圖1為本發(fā)明實施例1中所得新型多孔SiO2納米球的SEM照片。SEM 分析采用日本Hitachi S-4800型掃描電子顯微鏡觀察材料表面形貌及粒度分布。從圖1 可知本發(fā)明制備的新型多孔SiO2納米球，為大小均勻的球形粒子，其粒徑在200nm左右。參見附圖，圖2為本發(fā)明實施例1中所得新型多孔SiO2納米球的TEM照片。TEM 分析采用日本電子株式會社JSM-2010F型透射電子顯微鏡觀察材料形貌。從TEM圖片可 以清楚的看到新型多孔SiO2納米球是從中心向四周發(fā)射的新型像菊花一樣的結構，顆粒的 大小在200nm左右。參見附圖，圖3為本發(fā)明實施例1中所得新型多孔SiO2納米球的XRD圖譜。XRD 分析在日本Rigaku D/max-2550型X射線衍射儀上進行，采用CuKa衍射。從中可知，所得 新型多孔SiO2納米球在小角度有良好的特征峰，說明它具有一定的介孔結構。
權利要求
一種以P123輔助溶膠凝膠法合成多孔BiFeO3納米微晶的方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.原料的配制使用分析純的Fe(NO3)3·9H2O和Bi(NO3)3·5H2O作為原料，按照Fe∶Bi摩爾比1∶1稱料后將兩者混和，置于燒瓶中；b.溶膠的配制將分析純乙二醇加入上述燒瓶作為溶劑以及絡合劑，通過磁力攪拌，使無機鹽原料完全溶解，成為均勻的混合溶液；加入一定量分析純冰醋酸作為穩(wěn)定劑，將上述溶液置于油浴裝置中，在70℃恒溫攪拌30分鐘，此時要加冷凝回流裝置，防止溶液蒸發(fā)過快；加入一定量分析純P123作為表面活性劑和造孔劑，繼續(xù)70℃恒溫攪拌2小時，得到褐紅色溶膠；c.凝膠的形成將上述褐紅色溶膠倒入培養(yǎng)皿中，放入70℃烘箱內通風干燥2天，使其充分老化，形成褐紅色干凝膠；將所得干凝膠在研缽中充分研磨，得到黃色干凝膠粉；d.凝膠粉的燒結將上述干凝膠粉放入馬弗爐進行燒結，控制升溫速率為1℃/min，反應環(huán)境為空氣或者保護氣氛(如氮氣，氧氣)，燒結最高溫度為400℃～600℃，在最高溫度保溫30分鐘，隨爐冷卻至室溫，得到一系列不同晶粒尺寸及形貌的燒結物；e.洗滌和干燥將上述燒結物用去離子水和乙醇進行洗滌，在80℃的烘箱內干燥，即得到BiFeO3微晶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型介孔二氧化硅納米球的制備方法，屬于無機化學和材料合成技術領域。本發(fā)明方法的主要過程如下將一定量的乙醚、去離子水、氨水、正硅酸乙酯混合反應，再加入一定量的正硅酸乙酯和十六烷基三甲基溴化銨(作為模板劑)，然后裝入高壓反應釜中，在120℃下反應12～24小時；然后用去離子水和乙醇溶液清洗，經離心分離，將沉淀烘干，最終得到介孔二氧化硅納米球。該材料化學穩(wěn)定性高、無毒；有望應用于生物醫(yī)藥方面，如藥物的可控釋放、生物傳感器以及細胞標記的領域。
文檔編號C01B33/12GK101948139SQ201010291070
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者張宗南, 張海嬌, 張璐, 李智勇, 李霞, 焦正 申請人:上海大學