[發明專利]氨基-甲基雙功能化SBA-15材料及其制法和應用

無效

• 申請號: 201210068291.9
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN103303938A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 孫予罕;李小安;唐濤
• 申請（專利權）人: 上海中科高等研究院;成都醫學院第一附屬醫院
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 高月紅

技術領域

本發明涉及一種SBA-15(Santa?Barbara?Amorphous-15，一種介孔分子篩)材料，特別是涉及一種短孔道、功能基團均勻分布的氨基-甲基雙功能化SBA-15材料及其制法和應用。

背景技術

膽紅素是人體內血紅素的分解代謝產物，存在于血液、膽汁等中。許多種疾病特別是肝病能引起血液中膽紅素濃度異常增高，出現高膽紅素血癥，嚴重會引起病人死亡。大量研究表明，利用血液灌流療法可以有效治療高膽紅素血癥。此療法的關鍵是膽紅素吸附劑的吸附性能。目前常用的吸附劑主要是活性炭、樹脂以及多糖類材料(CN1289183C、CN1985844A、CN1317068C)，然而上述材料孔徑大、孔徑分布不均勻，限制了其進一步提高膽紅素吸附容量。

硅基介孔分子篩具有高的比表面積、大的孔徑和孔容、窄的孔徑分布、良好的生物相容性和機械穩定性等優點。施劍林等通過在介孔材料表面嫁接不同的氨基基團，發現介孔材料是一種優良的膽紅素吸附劑(CN101274265A)。基于膽紅素分子是一種具有酸性的脂溶性分子，介孔材料表面嫁接氨基和甲基后可能會通過靜電作用和疏水作用，進一步提高介孔材料的吸附性能。目前合成有機官能化硅基介孔分子篩的方法主要有后嫁接法和共水解-縮聚法(一步法)。相比于后嫁接法，一步法具有方法簡單、官能化量易于控制以及官能團分布均勻等優點。由一步法已經成功制備一系列有機官能化SBA-15，比如：烴基、巰基、氨基和磺酸基官能化SBA-15等。但是，這些有機官能化SBA-15往往同純SBA-15一樣具有纖維狀形貌，且介孔孔道較長，不利于分子傳輸(Chem.Commun.，2006，39，4131-4133)。一般合成雙官能化介孔材料的方法可以分為三類：(1)正硅酸乙酯(TEOS)和一種硅氧烷一步法合成單功能化介孔材料，然后用后嫁接法嫁接另外一種有機硅氧烷(Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，2879-2882)；(2)采用兩步后嫁接法嫁接兩種有機硅氧烷或者用正硅酸乙酯和兩種有機硅氧烷一步法合成(Chem.Commun.2002，1382-1383)；(3)選取含有酯鍵類功能基團的橋式倍半硅氧烷嫁接到純介孔材料表面，然后在酸性條件下水解(J.Am.Chem.Soc.2008，130，13442)。然而，上述方法存在步驟繁瑣或功能基團分布不均勻等缺點。因此，采用簡便的方法合成具有短孔道、功能基團均勻分布特性的雙功能化介孔材料仍然存在著挑戰。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種短孔道、功能基團均勻分布的氨基-甲基雙功能化SBA-15材料及其制法和應用。本發明合成的材料可應用于PBS模擬血漿中膽紅素的吸附。

為解決上述技術問題，本發明的短孔道、功能基團均勻分布的氨基-甲基雙功能化SBA-15材料，其中，該材料具有亞微米級短孔道，孔道長度為0.25～0.45μm；介孔結構為二維六方結構，其比表面積為420～460m²/g，孔徑為5.0～5.1nm，孔容為0.5～0.7cm³/g，并且氨基和甲基功能基團在該材料表面均勻分布。

本發明的短孔道、功能基團均勻分布的氨基-甲基雙功能化SBA-15材料具有六方平板狀形貌、直徑為0.7～2μm、厚度為0.25～0.45μm。

另外，本發明還提供了上述的短孔道、功能基團均勻分布的氨基-甲基雙功能化SBA-15材料的制備方法，其步驟包括：

(1)將表面活性劑P123(聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物，PEO-PPO-PEO)和KCl加入到鹽酸溶液中，攪拌形成透明溶液后，加入正硅酸乙酯(TEOS)和氨丙基甲基二乙氧基硅烷(AMDES)，在35～40℃之間攪拌12～24小時，得到膠狀液體；

(2)將步驟(1)所得膠狀液體置于聚四氟乙烯自壓釜中，在90～100℃的烘箱中靜置水熱處理24～72小時后，經冷卻、用去離子水和乙醇反復過濾和洗滌、烘干；

(3)將步驟(2)所得產物在用乙醇抽提48～72小時，以除去表面活性劑P123，烘干，得到短孔道、功能基團均勻分布的氨基-甲基雙功能化SBA-15材料。

所述步驟(1)中，表面活性劑P123和KCl的質量比為1∶2～3.75；鹽酸溶液的濃度為1～2mol/L，該鹽酸溶液與表面活性劑P123的體積重量比為30～35mL∶1～1.5g；正硅酸乙酯與表面活性劑P123的體積重量比為2～2.5mL∶1～4g；氨丙基甲基二乙氧基硅烷與表面活性劑P123的體積重量比為0.05～0.5mL∶1～1.5g。