[發(fā)明專利]一種介孔有機(jī)氧化硅異向包裹介孔鉑納米顆粒的Janus納米復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810958077.8
• 申請(qǐng)日: 2018-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN109125734B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧光明;滕兆剛;黨萌;陶俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍南京軍區(qū)南京總醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61K47/02
• 分類號(hào): A61K47/02;A61K47/24;A61K9/50
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發(fā)明公開了一種介孔有機(jī)氧化硅異向包裹介孔鉑納米顆粒的Janus納米復(fù)合材料，首先利用金屬鹽輔助合成介孔鉑納米顆粒，然后在其表面異向生長(zhǎng)乙烷基橋聯(lián)的介孔有機(jī)氧化硅納米殼層，使得有機(jī)氧化硅在鉑納米顆粒表面不對(duì)稱包覆，從而得到具有Janus結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料，該納米復(fù)合材料的尺寸均一、分散性好，并且具有很好的催化性能，其結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有兩種獨(dú)立的孔道，其中，異向生長(zhǎng)的介孔有機(jī)氧化硅納米殼層具有尺寸為2～3.5nm的放射狀的介孔結(jié)構(gòu)，被包裹的介孔鉑納米顆粒具有尺寸為8～15nm的孔道結(jié)構(gòu)；這種具有獨(dú)立的多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的特性為該有納米復(fù)合材料在納米醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用提供了新的可能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種介孔有機(jī)氧化硅異向包裹介孔鉑納米顆粒的具有Janus結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

自de Gennes首次用Janus描述表面同時(shí)具有不同化學(xué)性質(zhì)的顆粒以來(lái)，表面具有多重性質(zhì)的材料研究成為材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。表面同時(shí)具有雙重性質(zhì)的Janus顆粒為解決納米材料的功能化和分散性提供了有效途徑，雙重性質(zhì)集成將產(chǎn)生新的性質(zhì)，這對(duì)促進(jìn)新材料的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，Janus材料已經(jīng)在固體顆粒乳化劑、組裝、光學(xué)探針和催化等領(lǐng)域展示出優(yōu)異性能和誘人的應(yīng)用前景。

介孔鉑納米顆粒因?yàn)榫哂械奶厥獾目捉Y(jié)構(gòu)，有利于反應(yīng)物快速有效的傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，已經(jīng)被廣泛的研究。為了精準(zhǔn)調(diào)控這種介孔材料的性質(zhì)，就需要設(shè)計(jì)他們的孔結(jié)構(gòu)。相關(guān)文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)到過(guò)如何利用去合金化，電置換反應(yīng)，電化學(xué)沉積，硬模板和軟模板等方法來(lái)調(diào)控這種介孔材料的性質(zhì)。其中，軟模板法是一個(gè)基于簡(jiǎn)單化學(xué)還原反應(yīng)的方法，由于操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)有效而備受矚目。

介孔有機(jī)氧化硅納米顆粒不僅具有大比表面積，高的孔容，有序的孔道，而且其骨架中可以摻雜各種各樣的有機(jī)基團(tuán)，從而賦予其豐富的功能。為了滿足應(yīng)用的需求，人們已經(jīng)合成出了不同的形態(tài)，例如包裹球形、棒狀或片層結(jié)構(gòu)的PMO材料。但是僅僅從形態(tài)上進(jìn)行調(diào)控還無(wú)法滿足日益提升的應(yīng)用需求，因此，構(gòu)建基于介孔有機(jī)氧化硅材料的多組分的具有Janus結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料顯得非常重要。

目前，將介孔有機(jī)氧化硅與金屬納米顆粒復(fù)合的結(jié)構(gòu)已有報(bào)道(Li X,Zhou L,WeiY,El-Toni A M,Zhang F,Zhao D.J.Am.Chem.Soc.,2014,136:15086-15092.)，但是介孔有機(jī)氧化硅異向包裹介孔鉑納米顆粒的具有Janus結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料及其制備方法還未見公開，這種類型的納米復(fù)合材料在材料領(lǐng)域依然具有深刻的研究意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種介孔有機(jī)氧化硅異向包裹介孔鉑納米顆粒的Janus納米復(fù)合材料及其制備方法。該納米復(fù)合材料的制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，可大規(guī)模生產(chǎn)；非對(duì)稱的結(jié)構(gòu)使得材料表現(xiàn)出各異向性；多組分的結(jié)構(gòu)提升了材料的催化性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種介孔有機(jī)氧化硅異向包裹介孔鉑納米顆粒的Janus納米復(fù)合材料，所述Janus納米復(fù)合材料具有非對(duì)稱生長(zhǎng)的Janus結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有兩種獨(dú)立的孔道，其中，異向生長(zhǎng)的介孔有機(jī)氧化硅納米殼層具有尺寸為2～3.5nm的放射狀的介孔結(jié)構(gòu)，被包裹的介孔鉑納米顆粒具有8～15nm的孔道結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述Janus納米復(fù)合材料的顆粒粒徑為120～285nm，其中作為內(nèi)核的介孔鉑納米顆粒的尺寸為50～90nm，異向生長(zhǎng)的介孔有機(jī)氧化硅納米殼層的尺寸為70～210nm。

進(jìn)一步地，所述Janus納米復(fù)合材料的比表面積為600～800m²/g。

一種介孔有機(jī)氧化硅異向包裹介孔鉑納米顆粒的Janus納米復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將嵌段共聚物和金屬鹽溶解在水和還原劑中，用超聲儀器超聲，直到溶質(zhì)完全溶解，然后將鉑酸溶液加入上述溶液，在40～90℃條件下反應(yīng)6～18h，離心得到介孔鉑納米顆粒；