[發明專利]官能化雙峰周期性介孔有機硅酸鹽(PMO)及使用贗晶轉變制造其的方法

在審

• 申請號: 201880076289.1
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN111629999A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 薩斯基亞·齊哈爾;馬提亞斯·勞;馬丁·莫爾揚
• 申請（專利權）人: 圣特尼克光測量系統有限公司
• 主分類號: C01B37/02
• 分類號: C01B37/02;C03C4/00;G01N27/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 劉慧;金海霞

本發明涉及一種通過贗晶轉變制造官能化雙峰周期性介孔有機硅酸鹽(PMO)的方法；涉及包含至少一種有機硅酸鹽和至少一種官能組分的官能化雙峰周期性介孔有機硅酸鹽(PMO)；以及涉及所述PMO作為過濾材料、吸附介質、傳感器材料或用于醫藥產品、殺蟲劑或農藥的載體材料的用途。

技術領域

本發明涉及一種通過贗晶轉變制造官能化雙峰周期性介孔有機硅酸鹽(PMO)的方法，涉及包含至少一種有機硅酸鹽和至少一種選自官能團、染料、酶和抗體的官能組分的官能化雙峰周期性介孔有機硅酸鹽(PMO)，以及涉及所述PMO作為過濾材料，吸附介質，傳感器材料或作為醫藥產品、殺蟲劑或農藥用載體材料的用途。

背景技術

多孔材料，特別是具有例如耐化學性、耐熱性和耐機械性的性質以及幾何形狀多樣性的多孔玻璃，具有廣泛的應用潛力。它們由96～98％SiO₂組成，并且具有單峰孔隙結構，其被結構化為海綿狀三維網絡[F.Janowski、W.Heyer、-Herstellung,Eigenschaften und Anwendungen.(Porous Glasses-Manufacturing,Properties andApplications(多孔玻璃-制造、性質和應用))編輯，VEB Deutscher Verlag fürGrundstoffindustrie,Leipzig,1982.]。多孔玻璃可以作為球體、顆粒或整體形式的毛細管、膜、管或棒得到。

根據孔隙尺寸，將它們分為微孔物質(＜2nm)、介孔物質(2nm至50nm)和大孔物質(＞50nm)。

使用溶膠-凝膠法和贗晶轉變，可以制造比表面積超過1000m²/g、孔隙分布窄和長程有序度高的介孔玻璃。

Yanagisawa等描述了使用烷基三甲基銨表面活性劑由層狀硅酸鹽水硅鈉石制造具有均勻孔隙直徑的介孔二氧化硅材料，其中獲得了約900m²/g的比表面和2nm至5nm的孔隙半徑分布(Yanagisawa等，1990)。

1992年，美孚石油公司(Mobil Oil Company)開發了所謂的M41S硅酸鹽相，這是一類周期性介孔二氧化硅材料(Kresge等，1992，Beck等，1992)。典型的代表是物質編號為41的美孚組合物(MCM-41)和物質編號為48的美孚組合物(MCM-48)。不利地，這些無機化合物具有親水性表面，因此僅能通過有機官能無機錨定基團確保疏水性。

硅酸鹽前體如原硅酸四甲酯(TMOS)、原硅酸四乙酯(TEOS)或原硅酸四異丙酯(TPOS)用于溶膠-凝膠法。

有機硅酸鹽可以使用溶膠-凝膠法由硅酸鹽前體制造。Shea等和Loyt等描述了使用溶膠-凝膠法由雙甲硅烷基化有機硅烷和多甲硅烷基化有機硅烷制造有機硅酸鹽干凝膠和氣凝膠(Shea等，1992，Loyt等，1995，Shea等，2001)。Inagaki等和Melde等首次描述了在向周期性介孔有機硅酸鹽(PMO)中添加結構導向劑(例如，表面活性劑)的情況下的雙甲硅烷基化有機硅烷的縮合反應。(Inagaki等，1999，Melde等，1999，Asefa等，1999)，其中具有有機殘基的橋連聚倍半硅氧烷排列在具有周期性六方排列的孔隙的骨架中。

制造介孔有機硅酸鹽的其他可能性是有機基團制備后應用到純無機介孔硅酸鹽材料(接枝)，其中使表面硅醇基團與有機官能的烷氧基硅烷、氯硅烷、硅氮烷反應，并且共縮合，在所述共縮合中，使硅酸鹽前體如TEOS與烷氧基硅烷、氯硅烷和結構導向劑反應(Hoffmann等，2006)。與有機分子的反應由于可能的孔隙封閉而可以導致孔隙率降低。

周期性介孔有機硅酸鹽使用內模板化法形成。

在已知的制造介孔有機硅酸鹽的方法中，孔隙的堵塞或瓶頸狀減少和表面上的不均勻分布可以是不利的。宏觀形狀不可自由選擇。