[发明专利]一种中空二氧化硅颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及中空颗粒技术领域，尤其涉及一种中空二氧化硅颗粒的制备方法。 

背景技术

材料的形态和结构在决定材料性能上具有重要的作用，例如材料的吸附性能、黏附性能、声学性能、光电性能、传热性能以及催化活性等许多物理化学特性都与材料的形态密切相关。纳米级、微米级的空心材料具有特殊的空心结构，与块体材料相比其具有较大的比表面积、较小的密度以及特殊的力学性质等许多特性，且空心球的壳层可以按照人们的兴趣由各种有应用价值的材料构筑而成，使得空心球材料的物理性质更加丰富，而成为材料研究领域内引人注目的焦点。陶瓷材料、金属、磁性材料及半导体材料等各种无机材料均已被制成具有空心球结构的材料，这些材料形成空心球结构后，其物理性质会有很大的变化，使得他们在诸如：光、电材料，包覆材料，反应工程，药物，染料的缓释，化学建材等诸多领域内有广泛的应用前景。无机中空颗粒的出现为许多新的、具有潜力的应用提供了可能，如可控制释放的胶囊、用于药物传递的人造细胞、重量轻的填充物和催化剂等。 

对于中空颗粒的制备，目前最广泛和最有效的方法是硬模板法，所述硬模板法的具体过程如图6所示：以胶粒球形模板为核，通过组装、吸附、沉淀反应或溶胶-凝胶作用等手段在模板核外包覆一层一定厚度的所需材料（或前驱物），形成核/壳结构微球；将得到的核/壳结构微球经过热处理或溶剂溶解去除模板，得到所需材料的空心微球。现有技术中公开的中空颗粒大多为球形，形状的单一性限制了其应用。 

为了得到非球形的中空颗粒，Xiong Wen Lou等以α-Fe₂O₃为模板，在其周围沉积TiO₂，然后除去模板，得到非球形的TiO₂中空粒子，然而这种方法 的制备过程复杂；为了获得较简单的中空颗粒的制备方法，现有技术公开了以SiO₂(Chem.Mater.，2006，18，1347.)或碳球(Angew.Chem.Int.Ed.，2004，43，3827.)作为模板，得到中空颗粒，然而采用这种方法制备的中空颗粒的大小和形状不能同时调节，不利于中空颗粒的应用。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种中空二氧化硅颗粒的制备方法，本发明提供的方法制备的中空二氧化硅颗粒具有良好的形状和尺寸的可调性，实现了形状和尺寸的同时调节。 

本发明提供一种中空二氧化硅颗粒的制备方法，包括以下步骤： 

a)提供银颗粒模板； 

b)在所述银颗粒模板上沉积二氧化硅，得到包覆二氧化硅的银颗粒； 

c)将所述包覆二氧化硅的银颗粒煅烧后保温，得到中空二氧化硅颗粒。 

优选的，银颗粒模板与所述二氧化硅的摩尔比为1∶(0.5～10)。 

优选的，所述步骤a)为： 

a1)将可溶性银化合物、稳定剂和还原剂混合溶解，得到混合溶液； 

a2)将所述混合溶液加热后得到银颗粒模板； 

所述还原剂为乙二醇、水合肼或抗坏血酸； 

所述稳定剂为柠檬酸钠、十八硫醇或聚乙烯吡咯烷酮。 

优选的，所述可溶性银化合物为硝酸银或高氯酸银。 

优选的，所述可溶性银化合物与稳定剂的摩尔比为1∶(0.5～10)。 

优选的，所述混合溶液中可溶性银化合物的摩尔浓度为0.01mol/L～5mol/L。 

优选的，所述步骤b)为： 

将正硅酸酯、碱性pH值调节剂和所述步骤a)中的银颗粒模板在有机溶剂中混合，反应后得到包覆二氧化硅的银颗粒。 

优选的，所述正硅酸酯为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸丙酯； 

所述碱性pH值调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。 

优选的，所述煅烧的温度为250℃～350℃。 

优选的，所述保温的时间为3小时～7小时。