介孔二氧化硅的制備方法及其應(yīng)用（SiO2）

  在 SiO2制備的初期，溶液中不穩(wěn)定的微晶聚集在一起形成穩(wěn)定的核，游離的微晶因受其表面的靜電排斥力影響而不斷向核遷移;在 SiO2粒子生長(zhǎng)的中后期，可溶性硅酸鹽縮合物在粒子表面的凝聚起到主導(dǎo)作用。具體的生長(zhǎng)過(guò)程如下所示:

  在氨水的作用下，TEOS中與硅相連的-OC2H5基團(tuán)先被OH-離子所取代，隨后硅酸分子間通過(guò)脫水或脫醇反應(yīng)得到Si-O-Si縮合物;縮合物濃度不斷增大，到飽和后分子之間聚集形成初級(jí)二氧化硅粒子，此時(shí)的尺寸一般為5~10 nm;初級(jí)粒子繼續(xù)生長(zhǎng)，慢慢形成穩(wěn)定的粒子;同時(shí)，硅酸分子及其縮合物不斷地在粒子的表面聚集生長(zhǎng)，得到球形二氧化硅納米粒子。

  溶膠-凝膠法制備的操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，可控性強(qiáng)，一般在室溫下就可進(jìn)行，但形成的二氧化硅納米粒子表面孔洞較少。后來(lái)科學(xué)家們?cè)诖嘶�礎(chǔ)上引入表面活性劑，**了模板法，該方法是迄今制備介孔二氧化硅微球常用的方法之一。

模板法

  模板法主要有兩種，分別是硬模板法和軟模板法。

  硬模板法，顧名思義，就是使用現(xiàn)成的介孔材料作為模板，往材料的表面和孔道中加入前驅(qū)體，成型后除去介孔材料模板便得到所需的介孔材料。硬模板法往往需要預(yù)先合成一個(gè)與所需結(jié)構(gòu)相反的介孔材料模板,有很大的局限性，因而發(fā)展較為緩慢。

  軟模板法,就是使用特定的表面活性劑或膠體在選擇性溶劑中自組裝形成模板，然后通過(guò)溶膠-凝膠或乳化等方法，前驅(qū)體水解的產(chǎn)物會(huì)吸附在自組裝結(jié)構(gòu)的表面，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)抽提或煅燒等手段除去模板，便得到所設(shè)計(jì)的介孔材料。

  使用陽(yáng)離子型表面活性劑作為模板。使用長(zhǎng)鏈季銨鹽（CTAB）作為模板，制備出介孔二氧化硅粒子。研究發(fā)現(xiàn)，改變季銨鹽的鏈長(zhǎng)可以改變介孔材料的孔徑。該方法制備得到的球狀介孔二氧化硅在**液相色譜（HPLC)的色譜柱中比非球狀介孔二氧化硅表現(xiàn)出更好的分離性能。

使用陰離子型表面活性劑作為模板來(lái)制備介孔二氧化硅的例子報(bào)道較少,通常該方法用來(lái)制備金屬氧化物，使用陰離子表面活性劑AOT制備出含六方孔道的介孔 SnO2和TiO2。

  水熱法是通過(guò)水熱反應(yīng)提供-種常溫常壓下無(wú)法獲得的理化環(huán)境,在此環(huán)境下進(jìn)行材料制備的一種方法。將表面活性劑分散在水中，待加入硅源后，在酸或堿性條件下自組裝形成復(fù)合液晶相;隨后體系經(jīng)水熱處理使反應(yīng)完全,將產(chǎn)物過(guò)濾、洗滌、干燥;利用高溫灼燒或抽提等方法等除去模板劑，得到具介孔孔道的二氧化硅。

  通常有序介孔二氧化硅是在酸性或堿性環(huán)境中合成的，中性條件下卻無(wú)法得到，可能是因?yàn)樵谥行原h(huán)境下，硅源發(fā)生水解反應(yīng)的速率較快，表面活性劑與硅源之間無(wú)法產(chǎn)生協(xié)同作用。

  使用三乙醇胺作為堿性介質(zhì),制備出單分散且具有蠕蟲孔狀結(jié)構(gòu)的介孔二氧化硅。其中，三乙醇胺可多重配位，能**減慢硅源的縮聚速率。在酸性條件下，通過(guò)水熱法制備出孔徑由2.3nm 到17nm的單分散介孔二氧化硅球，并發(fā)現(xiàn)孔隙擴(kuò)張程度與溫度和pH有較大關(guān)系。

應(yīng)用

  將催化劑通過(guò)化學(xué)反應(yīng)固定在介孔孔壁上,底物分子進(jìn)入介孔孔道后能充分接觸到催化活性位點(diǎn)，這不僅提高了催化活性，還可以實(shí)現(xiàn)催化劑的回收以達(dá)到循環(huán)使用的目的。學(xué)者們使用磺酸改性介孔二氧化硅，然后將其用于催化2-甲基吠喃與丙酮反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率達(dá)到85%。通過(guò)煅燒法將CuO、NiO、Co3O4金屬氧化物納米晶負(fù)載在介孔二氧化硅微球的表面及孔隙中，研究發(fā)現(xiàn)，這些復(fù)合微球均具有較好的催化性能，制備過(guò)程如圖1所示。

吸附分離

  具有超大比表面及較大孔容量的介孔二氧化硅，一直被認(rèn)為是理想的吸附材料之一。制備出疏基改性的介孔二氧化硅，并將其用于汞離子的吸附，他們發(fā)現(xiàn)，該介孔材料對(duì)汞離子有較高的選擇性和較強(qiáng)的吸附能力。使用水熱法制備的介孔二氧化硅來(lái)吸附苦味酸,結(jié)果表明介孔二氧化硅對(duì)有機(jī)揮發(fā)酚類有較強(qiáng)的吸附能力，可用于含酚廢水的處理。

**控釋載體

  介孔二氧化硅微球具有特殊的介孔結(jié)構(gòu)、易表面修飾和較好的生物相容性等性能，因而在**控釋等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。嘗試將HRP固定在介孔二氧化硅球上，研究發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料在保證二級(jí)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還保持著較高的生物活性。利用中空多孔二氧化硅和頭孢拉定來(lái)模擬**的可控負(fù)載與釋放過(guò)程，研究發(fā)現(xiàn)，中空多孔二氧化硅能**減緩頭孢拉定的釋放速率，過(guò)程如圖2所示。

西安pg電子官方生物可提供定制二氧化硅材料，可與其他各種活性基團(tuán)相連。納米二氧化硅載藥、納米二氧化硅-多肽、納米二氧化硅-氨基酸、納米二氧化硅-糖、金屬包裹二氧化硅、二氧化硅包裹量子點(diǎn)等等

pg電子官方供應(yīng)定制產(chǎn)品：

二氧化硅改性鋼渣(CaO-SiO2-MgO-Fe2O3四元合成渣)    

SiO2改性超長(zhǎng)羥基磷灰石晶須    

納米SiO2改性脲醛樹脂/十二醇相變微膠囊    

納米SiO2改性聚四氟乙烯    

SiO2/PPS改性纖維載體染色    

硅烷偶聯(lián)劑修飾納米SiO2改性MF/PVA纖維    

納米二氧化硅改性丙烯酸高透明親水性涂料    

SiO2改性石墨烯-石蠟復(fù)合相變?nèi)橐?   

SiO2的芳砜綸復(fù)合織物[PSA/SiOJMg(OH)2]    

石英SiO2改性Al2O3陶瓷    

帶環(huán)氧基團(tuán)納米二氧化硅(RNS-E)改性酚醛樹脂    

疏水性氣相SiO2改性環(huán)氧樹脂(Epoxy,EP)    

納米SiO2改性碳纖維乳液上漿劑    

納米SiO2改性氯醚樹脂    

納米二氧化硅改性聚氨酯    

納米二氧化硅(nano-SiO2)改性廢聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(r-PET)    

納米SiO2改性熱可逆自修復(fù)聚氨酯    

納米二氧化硅改性MA,BMA,St單體的共聚吸油樹脂    

納米級(jí)SiO2改性環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠    

SiO2改性鈣硅硼系微晶玻璃    

鋱配合物偶聯(lián)SiO2納米粒子    

γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)偶聯(lián)改性納米二氧化硅(SiO2)    

硅烷偶聯(lián)納米SiO2改性形狀記憶聚氨酯    

抗體偶聯(lián)的介孔二氧化硅/米非司酮納米制劑    

硅烷偶聯(lián)納米SiO2的丙烯酸酯接枝聚合改性    

二氧化硅接枝黑荊樹單寧負(fù)載鈀納米催化劑    

納米SiO2接枝硬脂酸甘油酯型流滴劑/輻照聚乙烯復(fù)合材料(nano SiO2-g-B)    

二氧化硅接枝氧化石墨烯/橡膠復(fù)合材料    

納米二氧化硅接枝黃麻纖維可降解復(fù)合材料    

納米二氧化硅接枝有機(jī)功能高分子大環(huán)內(nèi)酯類    

納米二氧化硅接枝共聚物    

TiO2-SiO2接枝含HALS共聚物復(fù)合納米粒子    

納米二氧化硅接枝碳纖維    

納米二氧化硅接枝超支化聚酰胺    

介孔二氧化硅接枝2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸雜化材料    

二氧化硅接枝聚合磷酸膽堿/聚醚砜復(fù)合膜(SiO2-PMPC/PES)    

聚丙烯酸酯-硅烷改性二氧化硅(PAcr-MPS-SiO)    

納米二氧化硅接枝聚乙二醇    

納米SiO2接枝超支化聚酰胺    

氨基化二氧化硅接枝青岡櫟單寧材料    

納米SiO2接枝V型聚合物雜化材料    

SiO2接枝聚酰胺固化劑增韌改性環(huán)氧樹脂    

納米SiO2接枝丙烯酸樹脂    

SiO2接枝水性丙烯酸環(huán)氧樹脂的復(fù)合防腐材料    

SiO2接枝聚合物的發(fā)光水凝膠材料    

聚芳酯樹枝狀分子接枝改性納米二氧化硅    

納米SiO2表面接枝聚合改性及其聚丙烯基復(fù)合材料    

改性納米SiO2表面自由基接枝PMMA    

納米氧化硅表面陰離子接枝聚合苯乙烯    

超支化聚(胺-酯)接枝改性納米二氧化硅    

PVC/SiO2復(fù)合材料    

聚甲醛/低密度聚乙烯接枝納米二氧化硅復(fù)合材料(POM/PE—LD-g—SiO2)    

超支化聚乙烯亞胺接枝二氧化硅    

納米SiO2表面接枝超支化聚酯    

SiO2表面接枝PMMA    

二氧化硅表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)    

納米SiO2表面引發(fā)接枝PA6(PA6-g-nano-SiO2)    

SiO2表面斷裂鏈轉(zhuǎn)移RAFT接枝聚合苯乙烯    

納米SiO2表面接枝甲基丙烯酸甲酯(SiO2-g-PMMA)    

納米二氧化硅表面接枝氮氧自由基    

zl 04.09