【摘要】：中空介孔SiO2微球具有成本低、生物相容性好、表面易修飾、比表面積大等優(yōu)點,可作為化學物質(zhì)、藥物和基因等客體分子的載體,但不同客體分子對中空介孔SiO2微球的殼層孔結(jié)構(gòu)有著不同的要求,近年來具有可控孔徑的中空介孔SiO2微球的制備及應用備受關(guān)注。模板法是中空介孔SiO2微球最常見的制備方法之一,模板來源廣泛且尺寸容易精確控制,因此很容易通過模板控制SiO2微球的尺寸與形貌,通過鍛燒、刻蝕等手段去掉模板,即可達到調(diào)控中空介孔SiO2微球的殼層孔結(jié)構(gòu)的目的。本文以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)修飾的聚苯乙烯膠體粒子p(St-co-DMC)充當模板,在相對溫和的反應體系中介導二氧化硅在其表面水解縮合制備了核殼型p(St-co-DMC)@SiO2雜化納米微球,高溫煅燒除去聚合物內(nèi)核得到中空Si02微球,其中空腔體尺寸約為100 nm,殼層厚度約為5 nm。改變硅源前體的種類,將十八烷基三甲氧基硅烷(C18TMS)與四乙氧基硅烷(TEOS)或四甲氧基硅烷(TMOS)復配使用,減緩硅源前體水解和縮合反應的相對速率,C18TMS的加入在Si-O-Si骨架中引入長鏈烷基片段,形成更加疏松的SiO2骨架。實驗結(jié)果表明,C18TMS的加入有助于在SiO2微球殼層形成更大的介孔結(jié)構(gòu),孔徑約在10 nm-16nm范圍內(nèi)可調(diào),并且還出現(xiàn)了大量微孔結(jié)構(gòu)。利用N-3-(三甲氧基硅基)丙基乙二胺(TSD)和TEOS復配,在中空介孔Si02球內(nèi)表面引入烷氨基團指導氯金酸(HAuCl4)在SiO2空腔內(nèi)部還原形成直徑約為10nm超細Au納米顆粒,由于納米Au受限在Si02殼層內(nèi)部,減少了其團聚和中毒等副反應,回收利用率高。改變HAuC14溶液的濃度(1.0mM、2.0mM和3.0mM)可制備內(nèi)含單個或多個Au納米顆粒的蛋黃殼型Au@Void@SiO2。通過4-硝基苯胺的催化反應建立模型,比較分析三種具有不同孔結(jié)構(gòu)的SiO2殼層的Au@Void@SiO2復合微球(SE組、SM+18組、SE+18組)的催化性能。實驗結(jié)果表明三種蛋黃殼型Au@Void@SiO2復合微球的催化效率均高于相同尺寸、相同當量的Au納米粒子,對應的反應速率常數(shù)k分別為5.06×10-3S-1,4.45×10-3S-1 和 5.35×10-3S-1,且 Si02殼層孔徑的增大(SM+18組SE組SE+18組)有助于提高Au@Void @SiO2復合微球的催化效率。蛋黃殼型Au@Void@SiO2納米微球作為催化劑使用,顯示了良好的催化性能,不僅轉(zhuǎn)化率高(90%),并且循環(huán)5次后依然保持相近的催化性能。
【學位授予單位】：湖北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;TB383.4
【圖文】：

其包覆后再通過鍛燒或溶解去除模板制備了邋Ｓｉ０２碗狀粒子。Ｓｕ等人％使用非交聯(lián)聚（４－逡逑乙烯基吡啶）微球為硬模板，以ＴＥＯＳ為硅源，制備了表面含有二氧化硅納米粒子的雜逡逑化二氧化硅微球（圖１－３邋Ｂ），然后煅燒或溶劑萃取除去模板得到具有分級結(jié)構(gòu)、粒徑逡逑約為１８０ｎｍ的中空二氧化硅微球（ＨＨＳＭ）（圖１－３邋Ｃ）。經(jīng)過表征，提出ＨＨＳＭ的可逡逑能合成機理：模板含有堿性吡啶基團的固有催化劑，少數(shù)聚合物鏈可以從模板基質(zhì)中逸逡逑４逡逑

殼層對酸和堿的耐受性不同，利用這些差異可以選擇性地去除純的二氧化硅內(nèi)核逡逑去除二氧化硅內(nèi)核主要有以下兩種不同的策略：表面保護刻蝕和基于結(jié)構(gòu)差異的選逡逑擇性刻蝕。如圖１－４所示，典型的表面保護刻蝕采用聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）保護層吸逡逑附在Ｓｉ０２實心粒子表面，隨后使用適當?shù)奈g刻劑優(yōu)先蝕刻內(nèi)部的二氧化硅形成中空結(jié)逡逑５逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王生杰;蔡慶偉;杜明軒;曹美文;徐海;;二氧化硅的仿生礦化[J];化學進展;2015年Z1期

本文編號：2722531