[發明專利]一種多孔二氧化硅納米片及其制備方法

在審

• 申請號: 201811204773.6
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109019617A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 張建安;袁玉昆;張康民;吳明元;吳慶云;楊建軍;劉久逸
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18;B82Y40/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

本發明公開了一種多孔二氧化硅納米片的制備方法，采用陽離子表面活性劑作為模板，加入二氧化硅前驅體，在堿性條件下，以形貌控制劑調控二氧化硅的生長方向，獲得尺寸可控的二氧化硅納米片。該制備方法可一步制備出多孔二氧化硅納米片，獲得的多孔二氧化硅納米片其形貌和尺寸可控，原料價廉易得，容易工業化，可廣泛用于催化劑載體、藥物控釋和化學分離等領域。

技術領域

本發明屬于納米材料領域，具體涉及一種多孔二氧化硅納米片及其制備方法。

背景技術

隨著材料的發展和需求的改變，人們開始致力于研究的納米級材料，實現在光學、電子學、生物醫學、生物分離技術、生物傳感技術以及催化反應等領域中開創新系統，對于3D和2D的材料一直是研究的重點。而2D材料中石墨烯、過度金屬硫化物、沸石等合成研究較熱門。

多孔二氧化硅納米片比表面積大，吸附能力強，可廣泛應用于催化劑載體、藥物載體等領域，前景廣闊。相對而言多孔二氧化硅納米片合成卻研究較少，由于缺乏在合適的層狀前驅體中，多孔二氧化硅納米片不能通過物理/化學剝落制備。

目前報道的各種多孔二氧化硅納米片的合成方法均存在不同的問題，如采用石墨烯模板法沉積二氧化硅，存在價格昂貴產量低的缺點；如采用熱-酸活化法剝離高嶺石，存在工藝復雜的缺點；如以聚氨基酸作為模板誘導片狀二氧化硅的生成，聚氨基酸價格昂貴，必然限制了二氧化硅納米片的工業化應用。

發明內容

目前還未見采用陽離子表面活性劑模板法，以加入形貌控制劑誘導二氧化硅的生長方向，來制備多孔二氧化硅納米片的技術。基于此，本發明提供了一種多孔二氧化硅納米片的制備方法，采用陽離子表面活性劑作為模板，加入二氧化硅前驅體，在堿性條件下，以形貌控制劑調控二氧化硅的生長方向，獲得尺寸可控的二氧化硅納米片。該制備方法可一步制備出多孔二氧化硅納米片，獲得的多孔二氧化硅納米片其形貌和尺寸可控，原料價廉易得，容易工業化，可廣泛用于催化劑載體、藥物控釋和化學分離等領域。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種多孔二氧化硅納米片的制備方法，包括以下步驟：

a、將陽離子表面活性劑和蒸餾水充分混勻形成均一的溶液A，這里的充分混勻一般采用本領域技術人員所熟知的技術手段，如機械攪拌；

b、向所述溶液A中加入形貌控制劑后，調整體系堿性，得到層狀膠束的溶液B；

c、向所述溶液B中加入二氧化硅前驅體，升溫反應，制得多孔二氧化硅納米片分散體；

d、將所述多孔二氧化硅納米分散體提純、干燥，制得多孔二氧化硅納米片。

本發明采用陽離子表面活性劑作為模板，加入二氧化硅前驅體，在堿性條件下，以形貌控制劑調控二氧化硅的生長方向，獲得形貌和尺寸可控的多孔二氧化硅納米片，采用形貌控制劑，在水溶液中直接誘導多孔二氧化硅納米片的生成，納米片的尺寸易于調控。

其中，所述陽離子表面活性劑為陽離子乳化劑。優選的，所述陽離子乳化劑為烷基季銨鹽、含雜原子的季銨鹽、含苯環的季銨鹽、含雜環的季銨鹽、胺鹽型陽離子乳化劑中的一種。更優選的，所述的陽離子乳化劑為十二烷基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基溴化吡啶中的一種或幾種的混合。

所述的形貌控制劑為化學結構中至少包含一個官能團和陽離子型表面活性劑相互作用，形成層狀膠束的化合物，優選的形貌控制劑為含ClO₄^-、Cl^-、NO₃^-或SO₄^2-的金屬鹽溶液，含羧酸、磺酸、亞磺酸或硫羧酸的小分子有機酸，陰離子型乳化劑或陰離子型聚合物溶液中的一種；

其中，小分子有機酸優選為丁酸、戊酸、十二烷基苯磺酸、2-氨基乙烷亞磺酸、硫代乙酸中的至少一種；