[發明專利]一種制備具有可控形貌的介觀材料的方法

有效

• 申請號: 200810106722.X
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN101580244A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 楊振忠;余響林;劉繼廣;屈小中
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18;C01G23/047;C01G33/00;C01G35/00;B81C5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關 暢

技術領域

本發明涉及一種制備具有可控形貌的介觀材料的方法及其專用裝置。?

背景技術

自從1992年Mobil公司的研究人員成功地合成了MCM-41型介孔分子篩以來，具有單一孔尺寸，高的比表面積和孔隙率的介孔材料得到了科技界廣泛的關注(C.T.Kresge，M.E.Leonowicz，W.J.Roth，J.C.Vartuli，J.S.Beck，“Ordered?mesoporousmolecular?sieves?synthesized?by?a?liquid?crystal?template?mechanism”，Nature?1992，359，710)。現在人們不僅能用不同的模板分子控制孔的形狀和尺寸，而且能制備不同形貌的介孔材料以適應應用研究的需要。人們通過控制合成條件已經合成出了介孔薄膜、纖維、納米及微米球、塊材及“單晶”等特殊形貌的介孔材料(Y.F.Lu，B.F.Mccaughey，D.H.Wang，J.E.Hampsey，N.Doke，Z.Z.Yang，C.J.Brinker，“Aerosol-assisted?formation?of?mesostructured?thin?films”，Adv.Mater.2003，15，1733；Z.L.Yang，Z.W.Niu，X.Y.Cao，Z.Z.Yang，Y.F.Lu，Z.B.Hu，C.C.Han，“Templatesynthesis?of?uniform?1D?mesostructured?silica?materials?and?their?arrays?in?anodic?aluminamembranes”，Angew.Chem.Int.Ed.2003，42，4201；“Composite?mesostructures?bynano-confinement”，Nat.Mater.2004，3，816；Y.F.Lu，H.Y.Fan，A.Stump，T.L.Ward，T.Rieker，C.J.Brinker，“Aerosol-assisted?selfassembly?of?mesostructured?sphericalnanoparticles”，Nature?1999，398，223)。但是對于介孔空心球的關注較少，主要是由于其合成方法的限制。介孔空心球由于兼具介孔材料高的吸附容量和大孔材料優良的物質傳輸速度在藥物裝載與釋放，低密度材料，吸附分離等領域顯示出特殊的應用價值，已經逐漸成為人們感興趣的研究領域之一。目前，制備介孔中空微球的方法主要集中在硬模板法，軟模板，氣溶膠輔助的超聲噴霧法和界面合成法等。其中，模板法特別是硬模板法與軟模板法結合，引起學者廣泛的研究興趣，可廣泛制備均一尺寸的介孔空心微球(G.Zhu，S.Qiu，O.Terasaki，Y.Wei，“Polystyrene?bead-assistedself-assembly?of?microstructured?silica?hollow?spheres?in?highly?alkaline?media”，J.Am.Chem.Soc.2001，123，7723)。但是模板的除去對球體結構的影響仍然存在，而且球體的殼厚無法控制。Shi發展了利用PVP和CTAB的共模板作用制備了具備裝載藥物功能的介孔二氧化硅微球(Y.F.Zhu，J.L.Shi，H.R.Chen，W.H.Shen，X.P.Dong，“A?facile?method?to?synthesize?novel?hollow?mesoporous?silica?spheres?and?advanced?storage?property”，Micropor.Mesopor.Mater.2005，84，218)。利用受限空間如乳液液滴的界面反應也被用來制備介孔空心微球(J.A.Zasadzinski，E.Kisak，C.Evans，“Complex?vesicle-based?structures”，Curr.Opin.Colloid?Interface?Sci.2001，6，85)。上述這兩種方法存在的主要問題是在液相中進行，產物分離困難，生產效率極低，而且球殼厚度無法控制。Ward等人利用氣溶膠輔助的超聲噴霧法結合聚合物的相分離作用，實現了介孔空心二氧化硅微球在氣相中的制備(S.B.Rathod，T.L.Ward，“Hierarchical?porous?and?composite?particle?architectures?based?on?selfassembly?and?phaseseparation?in?droplets”，J.Mater.Chem.2007，17，2329)。但是由于所選用的相分離劑和表面活性劑種類有限，無法實現對孔尺寸和結構的控制。因而，如何利用無模板法大批量可控制備介孔空心微球仍然是一個具有挑戰性的課題。?