CN106744994B - 一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法 - Google Patents

一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106744994B
CN106744994B CN201710111351.3A CN201710111351A CN106744994B CN 106744994 B CN106744994 B CN 106744994B CN 201710111351 A CN201710111351 A CN 201710111351A CN 106744994 B CN106744994 B CN 106744994B
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
silicon oxide
ctab
hairbrush shape
sds
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
CN201710111351.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106744994A (zh
Inventor
周国伟
姜萌萌
李世超
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.)
Qilu University of Technology
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 CN201710111351.3A priority Critical patent/CN106744994B/zh
Publication of CN106744994A publication Critical patent/CN106744994A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106744994B publication Critical patent/CN106744994B/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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • 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
    • C01P2004/50—Agglomerated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C01P2006/17—Pore diameter distribution

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法，该毛刷状介孔二氧化硅纤维材料是通过以下方法制备得到：以TEOS为硅源，以磷酸盐缓冲溶液为溶剂，在CTAB、SDS和β‑CD的复合模板体系中采用溶剂热方法即可制备毛刷状介孔二氧化硅纤维。所述毛刷状介孔二氧化硅纤维材料的长度为10~20μm，直径为180~220nm，比表面积为90 m2 g‑1及其以上，介孔孔径为10~12nm，使其在吸附分离、药物控释和生物传感等领域具有明显的优势。

Description

一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法，属于材料合成技术领域。
背景技术
介孔二氧化硅材料具有比表面积大、可渗透性强、生物相容性好、机械稳定性高和易功能化等优异的性能，故广泛应用于气体分子分离、纳米反应器、药物缓释等领域。形貌和结构是影响介孔二氧化硅性质的重要因素，因此制备具有特殊形貌和结构的介孔二氧化硅材料成为了当前的研究热点。
目前，在制备不同形貌的介孔二氧化硅材料方面已经取得很大进展，其中软模板法制备介孔二氧化硅成为主要研究方法。软模板法主要是采用表面活性剂作为其结构导向剂，以表面活性剂分子形成的聚集体作为模板，通过前驱物的缩聚、组装、定形，经过煅烧或抽提除去模板剂，可以合成不同形貌的有序介孔材料。Yu等以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作模板，制备了不同长宽比的棒状介孔二氧化硅(ACS Nano,2011,5,5717-5728)。Wu等以CTAB和十二烷基硫酸钠(SDS)作复合模板剂，在适当摩尔比条件下合成稳定的囊泡状介孔二氧化硅结构(Process Biochemistry,2012,47,953-959)。专利CN104787768A公开了一种介孔二氧化硅的制备方法，以表面活性剂CTAB和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为模板、正硅酸四乙酯为硅源、乙醇和乙醚为助溶剂，通过调节CTAB和SDBS的配比制得不同形貌与孔径尺寸的介孔二氧化硅。总体而言，关于表面活性剂作模板制备介孔二氧化硅的工作已有很多报道，但以β-环糊精(β-CD)和表面活性剂组成的超分子体系作模板制备毛刷状介孔二氧化硅纤维的工作却没有报道过。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一种制备简单、结构新颖的毛刷状介孔二氧化硅纤维材料，该介孔二氧化硅纤维材料具有由多个毛刺纤维丝组成的毛刷状结构的形貌；其中，所述毛刷状介孔二氧化硅纤维材料的长度为10～20μm，直径为180～220nm，比表面积为90m2g-1及其以上，介孔孔径为10～12nm。
本发明的第二个目的是提供一种所述的毛刷状介孔二氧化硅纤维材料的制备方法，包括以下步骤：以TEOS为硅源，以磷酸盐缓冲溶液为溶剂，在CTAB、SDS和β-CD的复合模板体系中采用溶剂热方法即可制备毛刷状介孔二氧化硅纤维。
具体包括以下步骤：
(1)首先，将CTAB、SDS和β-CD全部溶解在磷酸盐缓冲溶液中；
(2)向步骤(1)中的混合溶液中加入正硅酸四乙酯(TEOS)，得到悬浮液；
(3)将步骤(2)中的悬浮液继续搅拌反应，得到含白色沉淀的悬浮液，将含白色沉淀的悬浮液进行溶剂热处理；
(4)将步骤(3)中的溶剂热处理后的白色沉淀进行过滤，洗涤，干燥，研磨后，煅烧，得到毛刷状介孔二氧化硅纤维。
步骤(1)中，具体的操作步骤为：将CTAB先溶解在磷酸盐缓冲溶液中，然后向溶液中加入SDS，最后加入β-CD搅拌至全部溶解。
步骤(1)中，所述磷酸盐缓冲溶液的pH为7.5～8.5，优选为8。
步骤(1)中，所述溶解温度为25～35℃。
步骤(1)中，溶解后，所述CTAB、SDS的浓度分别为0.038-0.049mol/L、0.020-0.030mol/L。
步骤(1)和(2)中，所述β-CD、TEOS的加入量与其他原料的质量比为β-CD:TEOS:CTAB:SDS＝(0.2～1):(4-8):(0.8-1.2):(0.3-0.6)。
步骤(3)中，所述搅拌反应温度为25～35℃，搅拌反应时间为20～24h。
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。
步骤(4)中，所述煅烧的温度为500～600℃，煅烧时间为5～6h，优选的为550℃、6h。
步骤(4)中，所述干燥温度为40～60℃，干燥时间为9～11h，优选的为48℃、10h。
本发明还提供所述的毛刷状介孔二氧化硅纤维材料在吸附分离、药物输送或生物传感中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明以TEOS为硅源、磷酸盐缓冲溶液为溶剂，在CTAB/SDS/β-CD体系中即可制备毛刷状介孔二氧化硅纤维，不需要添加助剂等实验条件。
(2)本发明制得的毛刷状介孔二氧化硅纤维合成方法简单，反应温度温和，制得的介孔二氧化硅结构稳定，分散均匀，长度约为十几微米，直径约为200nm，可广泛应用于吸附分离、药物输送和生物传感等领域。
(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，为制备不同形貌的介孔二氧化硅材料提供了一种新的思路。
附图说明
图1是本发明实施例1制备得到的毛刷状介孔二氧化硅纤维的TEM图。
图2是本发明实施例1制备得到的毛刷状介孔二氧化硅纤维的N2吸附-脱附等温线。
图3是本发明实施例1制备得到的毛刷状介孔二氧化硅纤维的孔径分布曲线。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤和/或它们的组合。
术语解释：
磷酸盐缓冲溶液是常用的用于生物学和化学研究的一种缓冲溶液，本领域技术人员可以常规得到。
正如背景技术中所介绍的，目前仍需进一步研究不同形貌和结构的介孔二氧化硅材料以满足当前的应用，针对此，本发明提供一种制备简单、结构新颖的毛刷状介孔二氧化硅纤维材料，该介孔二氧化硅纤维材料具有由多个毛刺纤维丝组成的毛刷状结构的形貌；其中，所述毛刷状介孔二氧化硅纤维材料的长度为10～20μm，直径为180～220nm，比表面积为90m2g-1，介孔孔径为10～12nm。
在本发明的某些优选实施例中，所述毛刷状介孔二氧化硅纤维材料的长度为10～19μm，直径约为200nm，比表面积约为90m2g-1，介孔孔径约为10～12nm。
针对上述毛刷状介孔二氧化硅纤维材料，还提供它的一种制备方法，包括以下步骤：
以TEOS为硅源，以磷酸盐缓冲溶液为溶剂，在CTAB、SDS和β-CD的复合模板体系中采用溶剂热方法即可制备毛刷状介孔二氧化硅纤维。
其中在CTAB、SDS的相互作用下使得产物的尺寸更加均匀；而β-CD的存在，与CTAB、SDS相互作用，则使得产物得到毛刷状形貌的介孔二氧化硅纤维。
不同的硅源对最终得到材料的形貌和结构影响不同，本发明选择正硅酸四乙酯(TEOS)的单一硅源，相比于其他硅源，采用TEOS的目的是在一定的工艺条件下能够得到结构更加稳定的介孔二氧化硅材料。
本发明选择磷酸盐缓冲溶液为反应溶剂，一是使得反应物均匀分散在该溶液中并且变得比较活泼，从而促进反应的发生，能够在较低温度下进行反应，降低能耗；二是在该反应溶剂中进行反应，得到的产物的大小和形貌都能够得到控制，产物的分散性也较好。而选择其他溶剂(比如水或其他溶剂)并没有理想的效果。
具体包括以下步骤：
(1)首先，将CTAB、SDS和β-CD全部溶解在磷酸盐缓冲溶液中；
(2)向步骤(1)中的混合溶液中加入正硅酸四乙酯(TEOS)，得到悬浮液；
(3)将步骤(2)中的悬浮液继续搅拌反应，得到含白色沉淀的悬浮液，将含白色沉淀的悬浮液进行溶剂热处理；
(4)将步骤(3)中的溶剂热处理后的白色沉淀进行过滤，洗涤，干燥，研磨后，煅烧，得到毛刷状介孔二氧化硅纤维。
为了能够使得各个反应原料能够最大程度的溶解，为后续反应提供一个良好的反应环境，在本发明的某些优选的具体实施方式中，步骤(1)具体的操作步骤为：将CTAB先溶解在磷酸盐缓冲溶液中，然后向溶液中加入SDS，最后加入β-CD搅拌至全部溶解。
在本发明的某些优选的具体实施方式中，各个原料的溶解温度较佳为25～35℃，使得各个反应原料能够更好的溶解和混匀。
为了能够得到更加理想形貌的毛刷状介孔二氧化硅，在本发明的某些优选的具有实施方式中，所述磷酸盐缓冲溶液的pH为8。
从反应效果来看，在本发明的某些优选的具体实施方式中，溶解后，CTAB、SDS的浓度限定为0.038-0.049mol/L、0.020-0.030mol/L，这样会使各个原料具有一定的反应物浓度，能够高效进行反应。
本发明除了对硅源、复合模板体系和反应溶剂进行了特定选择外，还对各个原料的配比量进行了筛选优化，在本发明的某些优选的具体实施方式中，所述β-CD、TEOS的加入量与其他原料的质量比为β-CD:TEOS:CTAB:SDS＝(0.2～1):(4-8):(0.8-1.2):(0.3-0.6)。实验结果表明，各原料的配比量对于得到特定形貌和结构的介孔二氧化硅材料具有较重要的影响，本发明经过大量的实验验证，得到了使得产物形貌规则、均匀且分散性较好的一组各原料的配比量的数据。经试验验证，不合适的原料配比量，无法得到特定形貌的毛刷状的介孔二氧化硅纤维材料。
步骤(3)中，所述搅拌反应温度为25～35℃，搅拌反应时间为20～24h。搅拌反应使正硅酸四乙酯与CTAB、SDS和β-CD形成的溶液混合均匀，同时适当的搅拌能够使硅源与复合模板剂很好的结合，为之后在恒温箱中水热反应的充分进行提供条件。
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。本发明采用溶剂热法制备毛刷状的二氧化硅纤维材料，该方法简单、易操作。经过试验验证，本发明在此温度范围内制备的二氧化硅纤维材料具有毛刷状的形貌。溶剂热反应的时间会影响本发明产物的形成，溶剂热反应时间缩短时，产物并不能形成，随溶剂热反应时间的增加，产物的成形性会变得更好，其大小也会变得更均匀。溶剂热反应温度对本发明产物的形成同样具有不可忽视的影响，溶剂热反应温度过低，并不能形成毛刷状的二氧化硅纤维材料。当溶剂热反应温度增加到100℃，产物会逐渐形成较均匀的形貌。当溶剂热反应温度再逐渐增加到120℃时，产物长度有所减短其形貌也变得更均匀。
步骤(4)中，所述干燥温度为40～60℃，干燥时间为9～11h，优选的为48℃、10h。
步骤(4)中，所述煅烧的温度为500～600℃，煅烧时间为5～6h，优选的为550℃、6h。本发明的煅烧温度低，可以减少对能源的消耗。
通过以上方法制备得到的毛刷状介孔二氧化硅纤维材料结构稳定，长度约为十几微米，直径约为200nm左右，其在吸附分离、药物输送或生物传感中的应用。
作为吸附分离剂，由于介孔二氧化硅纤维材料的特殊毛刷状形貌，在吸附金属离子及CO2气体吸附中具有良好的应用前景。
作为药物载体，本发明的毛刷状介孔二氧化硅纤维材料的这种结构有利于药物分子的扩散和传输，使得在药物输送领域具有良好的应用前景。
作为生物传感器，由于本发明的毛刷状的介孔二氧化硅纤维材料具有非常多的毛刺纤维丝，使得由其制备得到的生物传感器具有高灵敏度、响应快等优点，在生物传感领域具有良好的应用前景。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL pH＝8的磷酸盐缓冲溶液升温至35℃，在搅拌下向溶液中加入0.612g CTAB和0.3g SDS，搅拌成透明溶液后，加入0.6gβ-CD搅拌至全部溶解，2h后取4.2g TEOS在搅拌下缓慢地滴加到溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的含白色沉淀的悬浮液转至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550℃条件下煅烧6h，即得到毛刷状介孔二氧化硅纤维，如图1所示，该介孔二氧化硅纤维材料具有由多个毛刺纤维丝组成的毛刷状结构的形貌；其长度为10～20μm，直径为200nm左右，比表面积为90m2g-1左右。如图2所示，说明得到的二氧化硅纤维材料为介孔材料，如图3所示，说明得到的二氧化硅纤维材料的介孔孔径为11.5nm左右。
实施例2
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL pH＝8的磷酸盐缓冲溶液升温至35℃，在搅拌下向溶液中加入0.612g CTAB和0.3g SDS，搅拌成透明溶液后，加入0.4gβ-CD搅拌至全部溶解，2h后取4.2g TEOS在搅拌下缓慢地滴加到溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的含白色沉淀的悬浮液转至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550℃条件下煅烧6h，即得到毛刷状介孔二氧化硅纤维，其形貌与实施例1类似，该介孔二氧化硅纤维材料具有由多个毛刺纤维丝组成的毛刷状结构的形貌；其长度为10～20μm，直径为200nm左右，比表面积为90m2g-1左右，介孔孔径为11.5nm。
实施例3
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL pH＝8的磷酸盐缓冲溶液升温至35℃，在搅拌下向溶液中加入0.612g CTAB和0.3g SDS，搅拌成透明溶液后，加入0.5gβ-CD搅拌至全部溶解，2h后取4.2g TEOS在搅拌下缓慢地滴加到溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的含白色沉淀的悬浮液转至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550℃条件下煅烧6h，即得到毛刷状介孔二氧化硅纤维，其形貌与实施例1类似，该介孔二氧化硅纤维材料具有由多个毛刺纤维丝组成的毛刷状结构的形貌；其长度为10～20μm，直径为200nm左右，比表面积为90m2g-1左右，介孔孔径为11.5nm。
实施例4
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL pH＝8的磷酸盐缓冲溶液升温至35℃，在搅拌下向溶液中加入0.612g CTAB和0.3g SDS，搅拌成透明溶液后，加入0.7gβ-CD搅拌至全部溶解，2h后取4.2g TEOS在搅拌下缓慢地滴加到溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的含白色沉淀的悬浮液转至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550℃条件下煅烧6h，即得到毛刷状介孔二氧化硅纤维，其形貌与实施例1类似，该介孔二氧化硅纤维材料具有由多个毛刺纤维丝组成的毛刷状结构的形貌；其长度为10～20μm，直径为200nm左右，比表面积为90m2g-1左右，介孔孔径为11.5nm。
对比例
将100mL的烧杯置于磁力搅拌器上，加入35mL pH＝8的磷酸盐缓冲溶液升温至35℃，在搅拌下向溶液中加入0.612g CTAB和0.3g SDS，搅拌成透明溶液，2h后取4.2g TEOS在搅拌下缓慢地滴加到溶液中，封口后恒温搅拌反应24h。将得到的含白色沉淀的悬浮液转至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550℃条件下煅烧6h，得到介孔二氧化硅纤维材料的形貌不是毛刷状，而是比较杂乱的介孔二氧化硅纤维材料。可见，β-CD对毛刷状的介孔二氧化硅纤维材料的形成至关重要。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料，其特征是：该介孔二氧化硅纤维材料具有由多个毛刺纤维丝组成的毛刷状结构的形貌；其中，所述毛刷状介孔二氧化硅纤维材料的长度为10～20μm，直径为180～220nm，比表面积为90m2g-1及其以上，介孔孔径为10～12nm；该毛刷状介孔二氧化硅纤维材料是通过以下方法制备得到：以TEOS为硅源，以磷酸盐缓冲溶液为溶剂，所述磷酸盐缓冲溶液的pH为7.5～8.5，在CTAB、SDS和β-CD的复合模板体系中采用溶剂热方法即可制备毛刷状介孔二氧化硅纤维；其中，质量比β-CD:TEOS:CTAB:SDS＝(0.2～1):(4-8):(0.8-1.2):(0.3-0.6)。
2.权利要求1所述的毛刷状介孔二氧化硅纤维材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：以TEOS为硅源，以磷酸盐缓冲溶液为溶剂，在CTAB、SDS和β-CD的复合模板体系中采用溶剂热方法即可制备毛刷状介孔二氧化硅纤维其中；其中，质量比β-CD:TEOS:CTAB:SDS＝(0.2～1):(4-8):(0.8-1.2):(0.3-0.6)。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，具体包括以下步骤：
(1)首先，将CTAB、SDS和β-CD全部溶解在磷酸盐缓冲溶液中；
(2)向步骤(1)中的混合溶液中加入正硅酸四乙酯(TEOS)，得到悬浮液；
(3)将步骤(2)中的悬浮液继续搅拌反应，得到含白色沉淀的悬浮液，将含白色沉淀的悬浮液进行溶剂热处理；
(4)将步骤(3)中的溶剂热处理后的白色沉淀进行过滤，洗涤，干燥，研磨后，煅烧，得到毛刷状介孔二氧化硅纤维。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(1)中，具体的操作步骤为：将CTAB先溶解在磷酸盐缓冲溶液中，然后向溶液中加入SDS，最后加入β-CD搅拌至全部溶解。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(1)中，所述磷酸盐缓冲溶液的pH为7.5～8.5。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述磷酸盐缓冲溶液的pH为8。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(1)中，溶解温度为25～35℃。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(1)中，溶解后，所述CTAB、SDS的浓度分别为0.038-0.049mol/L、0.020-0.030mol/L。
9.如权利要求3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。
10.如权利要求3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。
11.如权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(4)中，所述干燥温度为40～60℃，干燥时间为9～11h。
12.如权利要求11所述的制备方法，其特征是：所述干燥温度为48℃，干燥时间为10h。
13.如权利要求3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5～6h。
14.如权利要求13所述的制备方法，其特征是：所述煅烧的温度为550℃，煅烧时间为6h。
15.权利要求1所述的毛刷状介孔二氧化硅纤维材料在吸附分离、药物输送或生物传感中的应用。
CN201710111351.3A 2017-02-28 2017-02-28 一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法 Active CN106744994B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710111351.3A CN106744994B (zh) 2017-02-28 2017-02-28 一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710111351.3A CN106744994B (zh) 2017-02-28 2017-02-28 一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106744994A CN106744994A (zh) 2017-05-31
CN106744994B true CN106744994B (zh) 2018-12-14

Family

ID=58959450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710111351.3A Active CN106744994B (zh) 2017-02-28 2017-02-28 一种毛刷状介孔二氧化硅纤维材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106744994B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN104787768A (zh) * 2015-03-19 2015-07-22 华南理工大学 一种介孔二氧化硅材料的制备方法
CN106044789A (zh) * 2016-05-26 2016-10-26 齐鲁工业大学 多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN104787768A (zh) * 2015-03-19 2015-07-22 华南理工大学 一种介孔二氧化硅材料的制备方法
CN106044789A (zh) * 2016-05-26 2016-10-26 齐鲁工业大学 多层壳蠕虫状介孔二氧化硅及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Controllable morphology transition from vesicular to worm-like to vesicular multilamellar mesoporous silica induced byb-cyclodextrin;Mengmeng Jiang et al.;《RSC Advances》;20160809;第6卷(第80期);第76824-76828页 *
One-step template-directed synthesis of walnut-kernel- and tremella-like silica spheres composedof U-shaped mesoporous structures based on pH induced colloid aggregation;Chunfeng Wang et al.;《RSC Advances》;20140813;第4卷(第70期);第37270-37273页 *
Versatility of cyclodextrins in self-assembly systems of amphiphiles;Lingxiang Jiang et al.;《Advances in Colloid and Interface Science》;20110727;第169卷(第1期);第13-25页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106744994A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. Synthesis methods of mesoporous silica materials
CN101387019B (zh) 介孔二氧化硅分子筛纤维的制备方法
CN106115805B (zh) 纳米分层结构钴酸镍/二硫化钼微球的制备方法
CN105174272B (zh) Au@SiO2介孔复合纳米材料及其制备方法
EP3250511B1 (en) Totally-mesoporous zirconia nanoparticles, use and method for producing thereof
CN104370300B (zh) 一种高分散、球形氧化铈粉末及其制备方法
CN103738969B (zh) 介孔二氧化硅及其制备方法
CN106745007B (zh) 一种多级孔介孔有机硅球及其制备方法
CN107522389B (zh) 一种具有表面纳米孔隙结构的微纳米生物活性玻璃微球及其制备方法
US20140356272A1 (en) Volume production method for uniformly sized silica nanoparticles
CN106565974B (zh) 海藻酸盐/羟基磷灰石超长纳米线复合水凝胶
CN109942012B (zh) 一种纳米级片状勃姆石及其制备方法
CN103663478A (zh) 一种树枝状孔道结构介孔二氧化硅球形纳米颗粒的制备方法
CN109665554A (zh) 一种调节溶剂配比获得形貌可控微纳米二氧化铈的方法
CN111423880A (zh) 一种磁性荧光介孔二氧化硅复合纳米材料及其制备方法
CN103351016A (zh) 一种制备球粒状多孔碳酸钙颗粒的方法
CN102874823A (zh) 以花粉粒为生物模板制备形状均一的二氧化硅中空微球
CN104746178B (zh) 一种具有多级结构的硅酸盐双层空心纳米纤维的制备方法
CN103613101A (zh) 一种具有树枝状孔道结构介孔二氧化硅形纳米球的制备方法
CN104386699B (zh) 双模板法制备多壳层介孔氧化硅纳米材料的方法
Tian et al. One‐Pot Template‐Free Synthesis of NaYF4 Upconversion Hollow Nanospheres for Bioimaging and Drug Delivery
CN108046309B (zh) 一种羟基氟化锌超分支复合纳米结构及其合成方法
CN109574507A (zh) 一种纳米级球形生物活性玻璃及其制备方法
CN100457617C (zh) 一种中空硅凝胶纳米球粉体材料及其制备方法
CN105883844B (zh) 一种中孔sapo-34分子筛的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhou Guowei

Inventor after: Jiang Mengmeng

Inventor after: Li Shichao

Inventor before: Jiang Mengmeng

Inventor before: Zhou Guowei

Inventor before: Li Shichao

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant