[發明專利]一種具有有序孔道結構的有機-無機雜化微球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110277665.7
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113019343B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 劉曉艷;江必旺;劉勁松
• 申請（專利權）人: 蘇州納微科技股份有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/281;B01J20/285;B01J20/30
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種具有有序孔道結構的有機?無機雜化微球及其制備方法和應用，所述有機?無機雜化微球包括大孔徑聚合物基質和填充在所述大孔徑聚合物基質的孔徑內的二氧化硅骨架；所述二氧化硅骨架為有序介孔材料。本發明提供的有機?無機雜化微球采用大孔徑聚合物基質包覆具有有序孔道結構的二氧化硅骨架，可以提高所述有機?無機雜化微球的耐堿性能，且通過化學方法制備得到，能夠根據目標分子的大小，精準調控孔徑的大小，同時控制孔徑的均一性，進而作為色譜填料時能夠有效提高分離效率。

技術領域

本發明屬于分析化學技術領域，具體涉及一種具有有序孔道結構的有機-無機雜化微球及其制備方法和應用。

背景技術

高效液相色譜技術已廣泛地用于生物制藥分離純化，天然產物提取，食品安全檢測，環保監測及石油化工產品質量的監控等，決定色譜技術分離效能的核心部件是色譜填料。作為色譜填料的多孔微球，必須滿足機械強度高，化學穩定性好，粒徑均一，傳質阻力小等特點。雖然色譜填料的種類不少，包括有機聚合物和無機多孔材料，多孔硅膠由于其穩定的物理化學性質、可控的孔結構參數、較高的機械強度、易于表面修飾和改性等特點而成為目前應用最廣泛的色譜填料。

硅膠為基質的填料在高效液相色譜(HPLC)、固相萃取中具有普遍應用。硅膠表面可化學修飾制成具各種功能團的鍵合相，可用水和有機溶劑作流動相，當溶劑改變時，硅膠填料不會發生體積的變化。因此，填充床在遇到不同溶劑及梯度洗脫過程中保持穩定。

CN103601198A公開了一種介孔二氧化硅色譜填料及其制備方法，屬于無機介孔材料制備技術領域，包括以下步驟：將三嵌段共聚物加入水中，再加入酸性溶液，攪拌反應后，加入正硅酸乙酯，繼續攪拌反應，得到反應液；將反應液水熱反應后，抽濾，將濾餅洗滌干燥，得到雜合體；將雜合體和高氯酸銨加入硝酸中，水熱氧化反應后，經冷卻、過濾，將濾渣水洗至中性后干燥，得到介孔二氧化硅色譜填料。該發明制得的二氧化硅介孔材料不僅完好地保留了無機骨架的結構和表面性質，而且結構導向劑的去除率可達到98％以上，產品有序性較好，產品表面具有大量的硅羥基，適于作為色譜填料，且對有機小分子混合物具有良好的分離效果，但是作為色譜填料需要具有良好的球形結構，但通過該方法制備的色譜填料成球性很差

CN102133513A公開了一種單分散性多孔無機微球的制備方法。以功能化的多孔聚合物微球為模板，控制無機物前驅體的水解縮合反應在微球的孔內進行，生成聚合物/無機物復合微球，去除模板可以得到多孔無機微球。該發明提供的多孔無機微球和模板微球大小相同，未見尺寸縮小現象，且產率達到98％以上，無機微球的化學性質穩定，機械強度高，在色譜分析、生物分離、廢水處理、催化劑載體、固定化酶等領域中具有潛在的應用價值。

CN110508222A公開了一種具有介孔二氧化硅殼層的單分散核殼微球及其制備方法。該發明方法包括：一鍋法高效制備微米級、尺寸均一的硅烷微球；然后以無孔硅烷微球為核，制備可控介孔二氧化硅殼層，獲得核殼微球；再除去孔道中的模板劑，得到具有介孔二氧化硅殼層的單分散核殼微球。該發明制備的介孔核殼微球粒徑為0.22～10.6μm，介孔二氧化硅核殼微球的介孔孔徑為2～40nm，介孔殼層厚度為20～600nm，其垂直于核表面的開放孔道可以有效增加微球的比表面積，在色譜填料、分子吸附、反應催化領域有優異的應用前景。

但是，硅膠最大的缺點就是耐堿性差，高pH下會溶解。這是因為硅膠表面含多種硅醇基，呈酸性，在分離堿性化合物(如胺類)時，與堿性溶質結合，使堿性化合物保留增加、展寬和拖尾，限制了其在分離堿性化合物領域的應用。

因此，開發一種耐堿性能優異、機械性能好且具有有序孔道結構的有機-無機雜化微球，是本領域目前急需解決的技術問題。

發明內容