[發(fā)明專利]一種納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810244432.1
• 申請日: 2008-12-03
• 公開（公告）號: CN101428846A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林岳;唐孝生;曾杰;王曉平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;A61K47/04;B01J23/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 汪祥虬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米氧化鋅(ZnO)顆粒技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅及其制備方法。

背景技術(shù)

納米氧化鋅材料是一種新型的無機(jī)功能材料，由于其在光、電、催化等方面所具有的特殊性能，可廣泛應(yīng)用于藥物釋放、氣敏、高效催化劑、太陽能電池、微反應(yīng)器和分子傳感器等領(lǐng)域，尤其在生物載藥領(lǐng)域，由于氧化鋅材料本身具有良好的生物相容性，因此能在活體內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)長程循環(huán)，有利于藥物的有效釋放。

近年來納米氧化鋅材料引起了越來越多學(xué)者的興趣。美國《美國化學(xué)會會志》(JACS127，13331-13337，2005)和德國《高等材料》(Adv.Mater.17，1873-1877，2005)報道了不同形貌的氧化鋅結(jié)晶實心納米結(jié)構(gòu)；《材料快報》(Mater.Lett.61，1060-1063，2007)報道了利用柯肯達(dá)爾效應(yīng)(kirkendall?effect)制備出了不規(guī)則形貌的多晶氧化鋅空心結(jié)構(gòu)。已報道的體系基本為多晶體系，且仍然存在不少局限，例如操作過程復(fù)雜、載藥能力差、反應(yīng)前驅(qū)物昂貴等。由于非晶結(jié)構(gòu)的短程有序和長程無序性的特殊結(jié)構(gòu)，使其光、電、催化等性質(zhì)具有特殊性。但至今尚未見到有關(guān)小尺寸(10nm～23nm)、分散較好、顆粒尺寸均勻的空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅及其制備方法，以克服現(xiàn)有方法制備氧化鋅納米結(jié)構(gòu)空心顆粒的上述問題。

本發(fā)明的納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅的制備方法，其特征在于：按每126.466毫克硬脂酸鋅(Zinc?Stearate)與2.0±0.5克正十六胺(Hexadecylamine)、143.6±30毫克的1，2-十六烷二醇(1，2-Hexadecanediol)和2.0±0.5克三正辛基氧化膦(Trioctylphosphine?oxide也可簡稱TOPO)的配比混合均勻后，在惰性氣氛保護(hù)下升溫至240～280℃；保持在該溫度并用活性氧源作用，即得到非晶態(tài)氧化鋅納米空心球。

所述用活性氧源作用可采用兩種方式：第一種，使用空氣中的氧氣，即在升溫至240～280℃后，將反應(yīng)體系的惰性氣體保護(hù)取消，使空氣中的氧氣自然擴(kuò)散進(jìn)入反應(yīng)液，直至反應(yīng)結(jié)束；或采用第二種，升溫至240～280℃后，不取消惰性氣體保護(hù)，按每126.466毫克硬脂酸鋅加1mL過氧化氫的比例加入過氧化氫。

所得產(chǎn)物可保存在甲苯、正己烷、氯仿等有機(jī)溶劑中。

本發(fā)明采用上述方法制備的納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅，特征在于其為直徑10～23nm的納米非晶態(tài)氧化鋅空心球，空心球的球殼厚1～5nm，空心球內(nèi)的中空腔直徑為8～13nm。

由于本發(fā)明采用一步反應(yīng)法將硬脂酸鋅、正十六胺、1，2-十六烷二醇和三正辛基氧化膦在惰性氣氛下加熱至240～280攝氏度，再在活性氧源作用下保溫，反應(yīng)的前驅(qū)物便宜常見，操作簡單，容易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；所得的空心球結(jié)構(gòu)氧化鋅納米顆粒具有以下特點：(1)該空心球結(jié)構(gòu)的球殼厚1～5nm，空心球內(nèi)的中空腔直徑為8～13nm；(2)氧化鋅顆粒為非晶態(tài)；(3)顆粒大小為10nm～23nm，尺寸較小，比表面積大。

與現(xiàn)有晶化的納米空心球相比，由本方法制備的納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅顆粒具有尺寸小且均勻、比表面積大、分散性好的特點，為進(jìn)一步獲得復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)提供了新的結(jié)構(gòu)，并有望實現(xiàn)藥物在活體內(nèi)的長時間釋放，以實現(xiàn)藥物的最大利用率。這些特性使采用本發(fā)明方法制備的納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅在反應(yīng)催化、微反應(yīng)器、分子傳感器和生物載藥等領(lǐng)域等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是實施例1產(chǎn)物納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅的高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)照片；

圖2是實施例1產(chǎn)物納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅的X射線能量散射譜(EDS)圖；

圖3是實施例1產(chǎn)物納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅的電子衍射照片；

圖4是實施例1產(chǎn)物納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅的X光電子能譜(XPS)；

圖5是實施例1產(chǎn)物納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅與比較例1產(chǎn)物實心納米球顆粒的吸收光譜(Abs)的對比；

圖6是實施例1產(chǎn)物納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅與比較例1產(chǎn)物實心納米球顆粒的熒光光譜(PL)的對比；

圖7是實施例2產(chǎn)物納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅的透射電子顯微鏡(TEM)照片；

圖8是實施例2產(chǎn)物納米空心球結(jié)構(gòu)非晶態(tài)氧化鋅的X射線能量散射譜(EDS)；