[發明專利]室溫環保直徑小于100nm中空二氧化硅球的制備方法無效

申請號：	201210539155.3	申請日：	2012-12-13
公開（公告）號：	CN102942186A	公開（公告）日：	2013-02-27
發明（設計）人：	宋智謙;何冬青;王明芳;封心建	申請（專利權）人：	中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
主分類號：	C01B33/12	分類號：	C01B33/12;B82Y30/00;B82Y40/00
代理公司：	北京華夏博通專利事務所(普通合伙) 11264	代理人：	孫東風;王鋒
地址：	215000 江蘇省蘇州***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	室溫環保直徑小于 100 nm 中空二氧化硅制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種納米顆粒材料的制備工藝，尤其涉及一種模板材料可回收的可控中空納米二氧化硅微球的室溫環保制備方法。

背景技術

二氧化硅中空微球具有密度低、比表面積高的特性，具有良好的吸附性、滲透性、分子篩分能力和光學特性，且中空部分可以容納大量客體分子或大尺寸客體，在輕質填料、低介電常數材料、高選擇性催化劑或催化劑載體、可控藥物運輸和緩釋、疾病診斷和生物物質分離、納微容器、微腔體震蕩和組裝新型陣列體系等方面具有重要應用價值。目前學者已經研究出多種制備二氧化硅中空微球的方法，其中模板法（包括軟模板法和硬模板法）較為成熟，其顆粒粒徑分布范圍窄，且容易去除。

使用表面活性劑、乳液、膠束、聚合物囊泡、氣泡等作為柔性模板制備的二氧化硅中空微球，其形態、均勻性和穩定性都不理想，得到的二氧化硅中空微球形狀不規則，粒徑不均勻，且球殼容易發生破裂和塌陷(Chem.?Commun.?,?2001,?2028；J.?Mater.?Chem.?,?2001,?11,?1968；Langmuir,?2003,?Vol.?19,?No.?4,?1073；Chem.?Commun,?2002,?2434.)。并且此方法需要大量使用有機溶劑制備反膠束或反相微乳液，容易造成環境污染，并且此方法產率較低，不適合大規模的生產應用。

硬模板法是制備二氧化硅中空微球最直接有效的方法，但是此方法很難得到粒徑在100nm以下，且孔徑和壁厚分布均勻的二氧化硅中空微球。并且此方法主要使用的是聚合物等剛性材料作為模板材料（Current?Applied?Physics,?2006,?6,?1059；Microporous?and?Mesoporous?Mater,?2005,?84,?218），不僅模板本身常常存在團聚現象，尺寸不均一，且去除模板一般采用高溫分解的方法，導致得到的納米材料團聚，無法進行實際應用。另外，在這種制備過程中，模板材料為一次性使用，造成資源的嚴重浪費，因此生產成本較高，不適合大規模的批量生產。

發明內容

本發明目的在于提供一種新型的室溫環保直徑小于100nm中空二氧化硅球的制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種室溫環保直徑小于100nm中空二氧化硅球的制備方法，包括：

（1）提供粒徑在20-80nm的Ag納米粒子模板；

（2）將所述Ag納米粒子模板均勻分散于有機溶劑中，并以氨水調節至pH值為9-12.5，形成銀溶膠體系，而后在伴以持續攪拌的條件下分批加入正硅酸酯，反應12h以上獲得壁厚可控的納米AgSiO₂溶膠；

（3）離心處理上述AgSiO₂溶膠，并將分離出的固形物加入能溶解Ag、但不與SiO₂反應的試劑中，直至將固形物中的Ag完全溶解，而后將形成的混合反應體系再次進行離心處理，回收上清液，同時獲得的沉淀即為目標產物，所述目標產物的厚度為20-70nm，粒徑小于100nm。

作為較為優選的實施方案之一，所述離心處理的條件包括：速度在8000?r/min以上，時間在15min以上。

所述Ag納米粒子模板的制備工藝可包括：利用還原劑還原可溶性銀鹽，獲得Ag納米粒子，所述還原劑包括檸檬酸三鈉和/或乙二醇，所述可溶性銀鹽包括硝酸銀。

進一步的講，所述Ag納米粒子模板的制備工藝可選自如下方式中的任意一種：

（1）將硝酸銀加入到水中，將溶液攪拌并煮沸，然后將1%的檸檬酸三鈉的水溶液逐滴加入硝酸銀溶液，繼續攪拌1?h以上，自然冷卻至室溫后得到Ag溶膠；

（2）將聚乙烯吡咯烷酮溶于乙二醇中，并加入硝酸銀，同時不停攪拌直到硝酸銀完全溶解，然后加熱到120℃～130℃，繼續反應1h以上，冷卻至室溫后加入大量丙酮，并以8000r/min的速度離心10min以上，然后將沉淀分散在水中，獲得Ag溶膠。