CN106044789B - 多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法 - Google Patents

多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106044789B
CN106044789B CN201610364720.5A CN201610364720A CN106044789B CN 106044789 B CN106044789 B CN 106044789B CN 201610364720 A CN201610364720 A CN 201610364720A CN 106044789 B CN106044789 B CN 106044789B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shell
preparation
solution
white precipitate
multilayered shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610364720.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106044789A (zh
Inventor
周国伟
姜萌萌
李世超
李艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Jiqing Technology Service Co ltd
Original Assignee
Qilu University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qilu University of Technology filed Critical Qilu University of Technology
Priority to CN201610364720.5A priority Critical patent/CN106044789B/zh
Publication of CN106044789A publication Critical patent/CN106044789A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106044789B publication Critical patent/CN106044789B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多层壳蠕虫状介孔二氧化硅材料及其制备方法，包括以下步骤：(1)将十六烷基三甲基溴化铵CTAB和双十二烷基二甲基溴化铵DDAB先后加入到水中搅拌溶解，然后加入β‑CD搅拌至全部溶解；(2)将氨水加入到步骤(1)的溶液中，搅拌均匀，然后加入正硅酸四乙酯(TEOS)，得到悬浮液；(3)将步骤(2)中的悬浮液继续搅拌反应得到白色沉淀溶液，将白色沉淀溶液进行溶剂热处理；(4)将步骤(3)中的溶剂热处理后的白色沉淀溶液进行过滤，洗涤，干燥，研磨后，煅烧，得到多层壳蠕虫状介孔二氧化硅。这种材料具有3‑4层的多层壳结构和大的空腔，使其在药物控释等领域具有明显的优势。

Description

多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法
技术领域
本发明涉及多层壳蠕虫状介孔二氧化硅的可控合成，属于材料合成技术领域。
背景技术
介孔二氧化硅材料是一种具有高比表面积、大孔容、形貌和尺寸可控等优点的无机生物材料，它兼具了介孔材料和纳米材料的双重特性，具有非常高的化学稳定性和生物相容性。近年来，随着介孔材料合成技术的发展，制备形貌和结构丰富的介孔二氧化硅材料已成为当前研究热点。
环糊精(CD)是一种具有轴对称性的截锥形环状低聚糖，根据其所含有α-1,4-吡喃葡萄糖单元数量(6，7，8)的不同相应的命名为α-，β-，γ-环糊精。CD分子空腔是疏水性的(弱极性)，而外表面则是亲水性的(强极性)。CD可以与表面活性剂等客体分子形成不同形貌的聚集体，例如，Zhou等人在不同总质量浓度下制备了管状和囊泡状的SDS@2β–CD包合物，而且温度的变化可引起两种包合物之间的可逆转变。当溶液总质量浓度为4-6％时，β-CD与SDS(摩尔比为2:1)形成囊泡，随着温度的下降，囊泡向微管发生转变；当溶液的总质量浓度为6-25％时，β-CD与SDS形成微管，随着温度的升高，微管向囊泡发生转变(Langmuir,2014,30(12):3381-3386)。马明放等人公开了一种负载替加氟囊泡的制备方法，是以单[6-对甲基苯磺酰基]-β-环糊精为原料一步合成单[6-脱氧-N-丁基胺基]-β-环糊精，并由该化合物与替加氟在水溶液中自组装形成负载替加氟的新制剂替加氟囊泡。
总体而言，关于CD与单一表面活性剂或双表面活性剂自组装形成不同形貌的聚集体已有很多报道，但目前还没有报道过以CD与双表面活性剂体系制备多层壳蠕虫状介孔二氧化硅材料。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种制备简单、结构新颖的多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法。本发明制备的多层壳蠕虫状介孔二氧化硅具有大的空腔，产率高、分散均匀、结构稳定，扩展了其应用范围。
本发明采用的技术方案为：
一种结构新颖的多层壳蠕虫状介孔二氧化硅材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，将CTAB先溶解在水中，形成稳定的棒状胶束；然后向溶液中加入DDAB，DDAB与CTAB自组装形成复合模板，DDAB的加入增加了CTAB/DDAB复合模板的临界堆积参数P，棒状胶束转变为稳定的多层壳囊泡；最后加入设定量的β-CD，使多层壳囊泡转变为多层壳蠕虫状囊泡。
(2)将氨水加入到步骤(1)的溶液中，搅拌均匀，然后加入正硅酸四乙酯(TEOS)，得到悬浮液；
(3)将步骤(2)中的悬浮液继续搅拌反应得到白色沉淀溶液，将白色沉淀溶液进行溶剂热处理；
(4)将步骤(3)中的溶剂热处理后的白色沉淀溶液进行过滤，洗涤，干燥，研磨后，煅烧，得到多层壳蠕虫状介孔二氧化硅。
步骤(1)中，所述搅拌温度为25～35℃。
所述十六烷基三甲基溴化铵CTAB、双十二烷基二甲基溴化铵DDAB的浓度分别为0.01-0.016mol/L、0.005-0.013mol/L。
步骤(2)中，氨水的质量浓度为23％～25％。
步骤(1)和(2)中，所述氨水、β-CD、正硅酸四乙酯TEOS的加入量与其他原料的质量比为NH3·H2O:β-CD:CTAB:DDAB:TEOS:H2O＝1:(0.096-0.206):(0.137-0.206):(0.137-0.179):(1.374-3.434):(41.21-54.95)。
步骤(3)中，所述搅拌反应温度为25～35℃，搅拌反应时间为20～24h。
所述溶剂热处理的温度为100～120℃，溶剂热处理静置时间为20～24h。
步骤(4)中，所述煅烧的温度为500～600℃，煅烧时间为4～5h，优选的为500℃、4h。
所述干燥温度为40～60℃，干燥时间为9～11h，优选的为48℃、10h。
本发明的有益效果是：
(1)本发明以TEOS为硅源，氨水为催化剂，在CTAB/DDAB/β-CD体系中即可制备多层壳蠕虫状介孔二氧化硅，不需要添加助剂、调节pH值、温度等实验条件。
(2)本发明制得的多层壳蠕虫状介孔二氧化硅，具有大的空腔和多层壳结构，这种新颖的结构使其在药物控释等领域具有明显的优势，大空腔可以容纳更多的药物分子，且多层结构又可以防止大面积的泄露，有效的对药物进行缓释。
(3)本发明采用环境友好型的化学反应物原料，工艺操作易于实施，为制备多层壳蠕虫状介孔二氧化硅材料提供了一种新的思路。
(4)制得的多层壳蠕虫状介孔二氧化硅，具有3-4层的多层壳结构，宽度和长度分别为60-90nm和250-500nm，壳层厚度和层间距均为2-4nm。
附图说明
图1是本发明实施例1制备得到的多层壳蠕虫状介孔二氧化硅的TEM图。
图2是本发明实施例1制备得到的多层壳蠕虫状介孔二氧化硅的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明。
实施例1：
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL蒸馏水升温至35℃，在搅拌下向蒸馏水中先后加入0.141g CTAB和0.113g DDAB，搅拌成透明溶液后，加入0.07gβ-CD搅拌至全部溶解，然后加入0.8mL氨水，2h后取2g TEOS在搅拌下缓慢地滴加到溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的白色沉淀溶液转至100mL反应釜中，置于100℃恒温箱中静置24h。冷却后将白色沉淀溶液过滤，过滤后得到的沉淀物用蒸馏水反复过滤洗涤。得到的沉淀在48℃下干燥10h，然后将沉淀物在管式煅烧炉中500℃条件下煅烧4h，即得到多层壳蠕虫状介孔二氧化硅，如图1和图2所示，得到3-4层的蠕虫状介孔二氧化硅。
实施例2：
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL蒸馏水升温至35℃，在搅拌下向蒸馏水中先后加入0.141g CTAB和0.113g DDAB，搅拌成透明溶液后，加入0.1gβ-CD，搅拌至完全溶解，然后加入0.8mL氨水，2h后取2g TEOS在搅拌下缓慢滴加入溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的白色沉淀溶液转至100mL反应釜中，置于100℃恒温箱中静置24h。冷却后将白色沉淀溶液过滤，过滤后得到的沉淀物用蒸馏水反复过滤洗涤。得到的沉淀在48℃下干燥10h，然后将沉淀物在管式煅烧炉中500℃条件下煅烧4h，即得到多层壳蠕虫状介孔二氧化硅，其形貌与实施例1类似。
实施例3：
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL蒸馏水升温至35℃，在搅拌下向蒸馏水中先后加入0.141g CTAB和0.113g DDAB，搅拌成透明溶液后，加入0.13gβ-CD，搅拌至完全溶解，然后加入0.8mL氨水，2h后取2g TEOS在搅拌下缓慢滴加入溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的白色沉淀溶液转至100mL反应釜中，置于100℃恒温箱中静置24h。冷却后将白色沉淀溶液过滤，过滤后得到的沉淀物用蒸馏水反复过滤洗涤。得到的沉淀在48℃下干燥10h，然后将沉淀物在管式煅烧炉中500℃条件下煅烧4h，即得到多层壳蠕虫状介孔二氧化硅，其形貌与实施例1类似。
实施例4：
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL蒸馏水升温至35℃，在搅拌下向蒸馏水中先后加入0.141g CTAB和0.113g DDAB，搅拌成透明溶液后，加入0.15gβ-CD，搅拌至完全溶解，然后加入0.8mL氨水，2h后取2g TEOS在搅拌下缓慢滴加入溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的白色沉淀溶液转至100mL反应釜中，置于100℃恒温箱中静置24h。冷却后将白色沉淀溶液过滤，过滤后得到的沉淀物用蒸馏水反复过滤洗涤。得到的沉淀在48℃下干燥10h，然后将沉淀物在管式煅烧炉中500℃条件下煅烧4h，即得到多层壳蠕虫状介孔二氧化硅，其形貌与实施例1类似。
经过实验验证和分析，并不仅仅限定为以上实施例的工艺参数和条件才能制备得到多层壳蠕虫状介孔二氧化硅。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种多层壳蠕虫状介孔二氧化硅材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）首先，将十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）先溶解在水中，形成稳定的棒状胶束；然后向溶液中加入双十二烷基二甲基溴化铵（DDAB），双十二烷基二甲基溴化铵（DDAB）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）自组装形成复合模板，棒状胶束转变为稳定的多层壳囊泡；最后加入β-CD，使多层壳囊泡转变为多层壳蠕虫状囊泡；
（2）将氨水加入到步骤（1）的溶液中，搅拌均匀，然后加入正硅酸四乙酯（TEOS），得到悬浮液；
氨水、β-CD、正硅酸四乙酯（TEOS）的加入量与其他原料的质量比为NH3·H2O:β-CD:CTAB:DDAB:TEOS:H2O=1:(0.096-0.206):(0.137-0.206):(0.137-0.179):(1.374-3.434):(41.21-54.95)；氨水的质量浓度为23%~25%；
（3）将步骤（2）中的悬浮液继续搅拌反应得到白色沉淀溶液，将白色沉淀溶液进行溶剂热处理；
（4）将步骤（3）中的溶剂热处理后的白色沉淀溶液进行过滤，洗涤，干燥，研磨后，煅烧，得到多层壳蠕虫状介孔二氧化硅，该材料具有3-4层的多层壳结构和大的空腔；宽度和长度分别为60-90nm和250-500nm，壳层厚度和层间距均为2-4nm。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1）中，反应温度为25~35℃。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1）中，所述十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、双十二烷基二甲基溴化铵（DDAB）的浓度分别为0.01-0.016mol/L、0.005-0.013mol/L。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（3）中，所述搅拌反应温度为25~35℃，搅拌反应时间为20~24h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（3）中，所述溶剂热处理的温度为100~120℃，溶剂热处理静置时间为20~24h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（4）中，所述煅烧的温度为500~600℃，煅烧时间为4~5h。
7.采用权利要求1~6中任一项所述的方法制备得到的多层壳蠕虫状介孔二氧化硅材料。
8.如权利要求7所述的二氧化硅材料，其特征是：该材料具有3-4层的多层壳结构和大的空腔；宽度和长度分别为60-90nm和250-500nm，壳层厚度和层间距均为2-4nm。
CN201610364720.5A 2016-05-26 2016-05-26 多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法 Active CN106044789B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610364720.5A CN106044789B (zh) 2016-05-26 2016-05-26 多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610364720.5A CN106044789B (zh) 2016-05-26 2016-05-26 多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106044789A CN106044789A (zh) 2016-10-26
CN106044789B true CN106044789B (zh) 2017-11-14

Family

ID=57174955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610364720.5A Active CN106044789B (zh) 2016-05-26 2016-05-26 多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106044789B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106744994B (zh) * 2017-02-28 2018-12-14 齐鲁工业大学 一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法
CN108217662A (zh) * 2018-01-10 2018-06-29 山东科技大学 一种具有二维通透结构的介孔二氧化硅的模板构建及制备方法
CN117089141A (zh) * 2023-09-13 2023-11-21 苏州润佳高分子材料有限公司 一种低气味轻量化聚丙烯复合材料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103303931A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 宁波大学 一种大尺寸氨基化SiO2大孔材料的制备方法和应用
CN103787345A (zh) * 2014-01-23 2014-05-14 齐鲁工业大学 层数可调的多层囊泡状介孔二氧化硅及其合成方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007123309A1 (en) * 2006-04-20 2007-11-01 Amorepacific Corporation Mesoporous inorganic composite powder containing metal element in its structure and the method for manufacturing thereof
KR100726279B1 (ko) * 2006-04-20 2007-06-11 (주)아모레퍼시픽 골격 구조내에 금속원소가 치환된 중형기공성 분자체물질의 제조방법 및 그 분자체 물질

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103303931A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 宁波大学 一种大尺寸氨基化SiO2大孔材料的制备方法和应用
CN103787345A (zh) * 2014-01-23 2014-05-14 齐鲁工业大学 层数可调的多层囊泡状介孔二氧化硅及其合成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
以环糊精/表面活性剂包合物为模板制备二氧化硅介孔材料;姜萌萌等;《中国化学会第十五届胶体与界面化学会议论文集（第二分会）》;20150717;第70页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106044789A (zh) 2016-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106044789B (zh) 多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法
CN104831534A (zh) 一种超疏水超亲油布料制备方法
Kaur et al. Current status and future challenges in ionic liquids, functionalized ionic liquids and deep eutectic solvent-mediated synthesis of nanostructured TiO 2: a review
CN105985362B (zh) 一种制备沸石咪唑酯骨架结构材料的方法
CN102302933B (zh) 磁性氧化物空心微球/二氧化钛复合光催化剂的制备方法
EP3250511B1 (en) Totally-mesoporous zirconia nanoparticles, use and method for producing thereof
CN104211053A (zh) 一种改性石墨烯水分散液的制备方法
CN108456331B (zh) 一种金属有机骨架材料为载体的硫化活性剂的制备方法
CN108711480A (zh) 一种具有核壳结构磁性介孔二氧化硅纳米链及其制备方法
CN105502342A (zh) 一种以多巴胺为碳源制备纳米空心碳球的方法
CN104310368B (zh) 一种中空碳球的制备方法
CN104984693A (zh) 一种纳米磁胶囊的制备方法
CN104439276B (zh) 一种快速制备中空多孔二氧化硅/银纳米复合材料的方法及产品
CN103833074A (zh) 一种制备二氧化钛纳米粒子的方法
CN105000589B (zh) 一种柠檬酸改性的纳米氧化锌
CN107793309A (zh) 一种金属有机骨架材料hkust‑1及其制备方法
CN102674379B (zh) 中空介孔二氧化硅纳米粒子及制备方法
CN106829918A (zh) 一种尺寸可控的微孔碳纳米棒的制备方法
CN104230962B (zh) 一种制备介孔金属有机框架物结构晶体的方法
CN108726567B (zh) 一种环保高强度易分散的纳米氧化锆材料
CN107768061A (zh) 一种包硅纳米磁球的制备方法
CN105834454A (zh) 一种银纳米线的制备方法
CN105883829A (zh) 一种洋葱状介孔二氧化硅纳米材料的合成方法
CN107175064A (zh) 一种磁性微球硅胶及其制备方法
CN105060331B (zh) 一种可调控碱式碳酸铜微纳米分级结构的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221214

Address after: Room 3115, No. 135, Ward Avenue, Ping'an Street, Changqing District, Jinan, Shandong 250300

Patentee after: Shandong Jiqing Technology Service Co.,Ltd.

Address before: 250353 Science Park, West New Town University, Changqing District, Shandong, Ji'nan

Patentee before: Qilu University of Technology

TR01 Transfer of patent right