[發明專利]一種非球形二氧化硅粒子的制備方法

有效

• 申請號: 201811048006.0
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN108862291B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 董賀;韓延東;胡洋;郭子龍;楊文勝
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

本發明的一種非球形二氧化硅粒子的制備方法屬于納米粒子制備技術領域。是以正硅酸乙酯作為硅源，氨水作為催化劑，以季胺鹽作為形貌調控劑，在醇/水體系中，經溶膠?凝膠法制備出“海膽狀”或“束狀”的二氧化硅粒子。本發明制備條件溫和，環境友好，制備的二氧化硅粒子形貌結構獨特，在藥物載體、藥物傳遞以及硬模板劑等方面具有十分優越的應用價值。

技術領域：

本發明屬于納米粒子制備技術領域，具體涉及一種非球形SiO₂粒子的制備方法。

技術背景：

二氧化硅粒子因其獨特的性質在工業催化、色譜填料、生物成像及藥物釋放等領域都展現了廣闊的應用前景。一般，經溶膠-凝膠法只能制備出各向同性的球形二氧化硅粒子(J.Colloid Interface Sci.1968,26,62-69)。但是，非球形二氧化硅粒子由于其高比表面積及其獨特的形貌結構，在吸附、分子識別、模板、磨料拋光及醫藥等領域中展現出完全不同于球形的應用價值。多年來，人們發展了各種方法制備非球形的二氧化硅粒子。如，Seung-Man Yang小組利用微乳液法，制備了聚集簇狀的二氧化硅粒子(J.Am.Chem.Soc.2005,127,15968-15975)；Lai-Sheng Wang等人利用化學氣相沉積法制備了螺旋狀的二氧化硅粒子(Nano Letters,2003,3(5):577-580)；再如，Tang等人利用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為模板劑，通過調控CTAB的濃度，制備出“長徑比”為1～8的鏈狀二氧化硅粒子(ACS Nano,2011,5,5390-5399)。但是，直到目前，通過溶膠-凝膠法制備出“海膽狀”或“束狀”形貌結構的非球形二氧化硅粒子尚未見報道。

發明內容：

本發明的目的在于利用溶膠-凝膠法，制備一種“海膽狀”或“束狀”形貌結構的非球形二氧化硅粒子。制備方法操作簡便、形貌可調，且合成條件溫和。

本發明的技術方案如下：

一種非球形二氧化硅粒子的制備方法，以正硅酸乙酯作為硅源，氨水作為催化劑，以季胺鹽作為形貌調控劑，在醇/水體系中，經溶膠-凝膠法制備出“海膽狀”或“束狀”的二氧化硅粒子，具體的實驗步驟為，依次向醇/水溶劑中，加入季胺鹽、氨水以及正硅酸乙酯，在30℃條件下攪拌反應8小時，得到“海膽狀”或“束狀”的二氧化硅粒子；

所述的季胺鹽，是四甲基溴化銨、四乙基溴化銨、四丙基溴化銨、四丁基溴化銨或四辛基溴化銨中的一種或多種混合物；

所述的醇/水溶劑，是指按體積比為2:1～1:1的乙醇與水的混合溶劑；

在反應體系中，所述的季胺鹽的濃度范圍為5～30mmol/L；所述的氨水的濃度為1mol/L；所述的正硅酸乙酯的濃度為0.09mol/L。

所述的球形二氧化硅粒子，是指由傳統的溶膠-凝膠法制備的200nm的球形二氧化硅粒子。

本發明的非球形二氧化硅粒子的制備方法中，優選的加樣順序為：乙醇、水、季胺鹽、氨水、正硅酸乙酯。

本發明的一種非球形二氧化硅粒子的制備方法中，更為具體的實驗步驟為：首先配制醇/水混合溶劑，制備“海膽狀”二氧化硅粒子時，在13.3mL乙醇溶劑中加入6.6mL水，制備“束狀”二氧化硅粒子時，在10.0mL乙醇溶劑中加入10.0mL水；再向醇/水溶劑中依次加入1.0mL濃度為0.4mol/L的季胺鹽溶液和1.5mL質量分數為25％的濃氨水，反應溫度穩定到30℃后，最后加入0.4mL正硅酸乙酯，攪拌反應8h，反應結束后，離心去上清，水洗后，70℃將粒子烘干，最終得到純凈的“海膽狀”或“束狀”形貌結構的二氧化硅粒子。本發明制備的一種非球形二氧化硅粒子

有益效果：

1、本發明實現了非球形(“海膽狀”或“束狀”)形貌結構的二氧化硅粒子的制備，制備條件溫和，環境友好。