[發(fā)明專利]一種納米二氧化硅微囊的新型制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810216109.7
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN110272052B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李筱晗;劉巍;朱曉蓮;李春明
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種納米二氧化硅微囊的新型制備方法，屬于無機(jī)納米材料領(lǐng)域。實驗以Na₂HPO₄·12H₂O?NaOH緩沖溶液為催化劑，以溶液凝膠法，制得SiO₂納米微囊。所得納米二氧化硅微囊直徑在200～450nm之間，囊厚度為10～35nm，特別是微囊尺寸呈單分散或窄分散。本發(fā)明具有操作簡單易行、反應(yīng)時間短、形態(tài)可控、形貌規(guī)整、壁厚均勻且薄、有較大的空腔結(jié)構(gòu)等特點。本發(fā)明的納米二氧化硅微囊可以作為載體廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、電子、催化劑載體及生物材料、工程材料等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米二氧化硅微囊的制備方法，尤其是囊壁厚度、微囊囊徑、微囊形態(tài)可控，能達(dá)到窄分散或單分散，屬于無機(jī)納米材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

納米二氧化硅材料作為納米材料家族中的一員，其在科學(xué)及工業(yè)研究領(lǐng)域的具有潛在應(yīng)用價值，所以對其的開發(fā)和研究具有重要的實際意義。其中納米二氧化硅微囊是一種具有球形形貌的一類空心球殼類納米級材料，也叫做二氧化硅空心微球。因其具有形態(tài)可控，良好的化學(xué)及物理性能，較大的表面積，較強(qiáng)的親水性及極易進(jìn)行化學(xué)修飾的特點，而廣泛應(yīng)用于催化、生物成像、藥物及基因負(fù)載領(lǐng)域[Cao Shunsheng，Jin Xin，YuanXinhua.et al.Journal of Polymer Science Part A：Polymer Chemistry.2010，48：1332-1338.]，在新材料的研究和制備中的應(yīng)用凸顯出越來越誘人的廣闊前景。

納米SiO₂微囊的制備及其改性是近年來一大研究熱點。有研究者[Cong Hailin，Wang Jjilei，Yu Bing，et al..Journal ofColloid and Interface Science.2013，411：41-46.]用超聲波法制備空心材料具有反應(yīng)時間短，室溫下可進(jìn)行，對反應(yīng)體系有較強(qiáng)的通用性等優(yōu)點，但得到的空心微球尺寸、形狀、壁厚、均一性都不易控制。劉麗琴等人[劉麗琴，上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院碩士學(xué)位論文，2015：1-46.]，采用溶膠-凝膠法制備二氧化硅空心微球，但所得的二氧化硅空心微球粒徑在300～800nm，屬于亞微米級別。因此，尋找一種新型的納米二氧化硅微囊的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的制備過程復(fù)雜、耗時、得到的二氧化硅空心微球團(tuán)聚、粒徑大小不一等缺點，具有重要的研究意義。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種納米二氧化硅微囊的新型制備方法。實驗中以經(jīng)典法為基礎(chǔ)，改變反應(yīng)的催化劑，制備出納米級SiO₂微囊，并通過單一變量法改變催化劑濃度，即可調(diào)節(jié)SiO₂微囊直徑和壁厚。本發(fā)明的研究制得的納米二氧化硅微囊具有單分散或窄分散、形態(tài)均一、囊壁薄、囊徑單分散或窄分散且運(yùn)用一步法制得，無表面活性劑的添加，制備方法簡單易行，能很好地應(yīng)用于生物醫(yī)藥、電子、催化劑載體及生物材料、工程材料等領(lǐng)域。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：以Na₂HPO₄·12H₂O-NaOH緩沖溶液為反應(yīng)催化劑，以經(jīng)典法為基礎(chǔ)，制得SiO₂納米微囊，并通過單一變量法改變催化劑濃度，可調(diào)節(jié)SiO₂微囊直徑、壁厚及分散性。所制備的SiO₂納米微囊直徑為200～450nm范圍內(nèi)，囊厚度為10～35nm范圍內(nèi)。

(三)有益效果

本發(fā)明所公布的納米二氧化硅微囊的制備方法與現(xiàn)有方法相比，具有以下優(yōu)異效果：

1、反應(yīng)操作過程及所需裝置簡單，僅需一步即可制備出納米二氧化硅微囊。

2、反應(yīng)時間短，不超過6小時即可得到納米二氧化硅微囊。