[發明專利]一種多殼層的空心二氧化硅粒子的制備方法

有效

• 申請號: 201711069161.6
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107673361B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 韓延東;楊文勝
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;B82Y30/00
• 代理公司: 22201 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種多殼層的空心二氧化硅粒子的制備方法，屬于納米粒子制備技術領域。其是在20～50℃、100～500rpm條件下，在水與醇的混合溶劑體系中，加入強堿性催化劑的水溶液，再加入烷基硅酸酯；然后再分0～7次加入強堿性催化劑的水溶液，每兩次強堿性催化劑水溶液的加入時間間隔為1～6小時；反應1～30小時后將反應溶液離心去上清，離心產物先水洗0～2遍，再用與前面所使用的相同醇溶劑洗0～3遍，從而制備得到“層―層”包覆的實心二氧化硅粒子；投入到水中進行加熱孵化，離心純化后得到殼層數目及殼層間距離可調的多殼層空心二氧化硅粒子。該多殼層空心結構的二氧化硅粒子的合成方法簡便有效、單分散性更好，尺寸、殼層數目及殼層間的中空距離可控。

技術領域

本發明屬于納米粒子制備技術領域，具體涉及一種多殼層的空心二氧化硅粒子的制備方法。

背景技術

多殼層的空心二氧化硅粒子，因其具有更大的差異性界面結構和多腔室環境，在很多領域展現出更好的物理化學性質，如更可控的藥物釋放效果、更強的催化活性及更有效的能量轉換和儲存能力等等。一般多殼層的空心二氧化硅粒子的制備方法大多采用硬模板法，即首先通過“層―層”組裝生長技術形成多殼層包覆的實心結構，然后利用煅燒或溶解除去“犧牲層”制備得到多殼層的空心結構粒子。但是，該類方法操作麻煩(如三殼層空心結構需要包覆六層結構)，可控性也不強(在異質界面進行“層―層”包覆生長時很容易自成核)。近期Yin Y.D.,Chen H.Y.及Shi J.L.等課題組(J.Phys.Chem.C 2009,113,3168-3175；J.Am.Chem.Soc.2011,133,11422-11425；J.Mater.Chem.2012,22,12553-12561)，利用二氧化硅粒子內外殼層的非均一性(一般內核軟而外層硬)，經熱水加熱孵化后，也能制備出空心或多殼層空心結構的二氧化硅粒子。但他們在制備實心二氧化硅粒子時一般都采用方法，而方法制備的二氧化硅粒子內外微結構的差異性其實并不大(J.Non-Cryst.Solids 1992,149,161-178)，因此，他們在將粒子進行“實心―空心”轉化時，一般都得需要預處理，如加入殼層保護試劑或在醇中陳化等等。顯然該類方法增加了生產的繁瑣性，并不是制備多殼層空心二氧化硅粒子的最有效途徑。此外，Teng Z.G.及Tang F.Q.等人(J.Am.Chem.Soc.2015,137,7935-7944；Adv.Mater.2009,21,3804-3807)，利用多元前驅體(一般是TEOS與有機硅烷試劑混合)共水解，通過調控TEOS與有機硅烷試劑的水解/縮合的速率差異，也能造成內核軟而外層硬的二氧化硅粒子，或再經過“層―層”重復生長的方法，最終也可形成空心或多殼層空心結構的二氧化硅粒子。但是，他們的方法浪費原料，此外，對混合硅前驅體共水解的調控也需要較苛刻的實驗手法，這些都很難保證產品的批次質量，也都不利于規模化生產中的放大應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服背景技術存在的問題，提供一種更簡便、更有效的多殼層空心二氧化硅粒子的制備方法。本發明制備的多殼層空心二氧化硅粒子具有殼層數目可調(1～8層)及殼層間距離(腔室體積)可控等優勢。