[发明专利]一种放射状孔道介孔氧化硅及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料介孔分子筛制备技术领域，特别涉及一种放射状孔道介孔氧化硅及其制备方法。

背景技术

目前可控形貌的介孔氧化硅在诸多研究领域有着潜在的应用前景，已引起了研究人员的广泛关注，如药物控释、催化、吸附等领域；因此对于其复杂形貌（如核壳，空壳等形貌）和尺寸控制（从几十纳米到几十微米）的研究将会拓展它的应用领域。比如说，当前使用传统的介孔氧化硅（Mesoporous Silica Nanaoparticals, MSN）或氧化硅核壳结构作为药物载体的应用已经成为研究热点领域，但面临载量较少或者所载药物难以从孔道中释放出来等一系列急需解决的问题，因此需要研发增加载药量而且有利于药物释放的新型介孔氧化硅载体材料。

中国专利CN102295298 A公开了一种介孔氧化硅分子筛的合成方法：将硅源、模板剂和水混合，调节混合物pH至0~13制备先驱体溶胶，然后将该先驱体溶胶老化、过滤、干燥、焙烧，得到介孔氧化硅分子筛。但是该技术合成时间较长，不利于大规模发展，且得到的介孔氧化硅分子筛孔道方向为平行孔道，不利于载药和药物释放。

Pauwels等人（Pauwels B, Tendeloo G, Thoelen C. Structure determination of spherical MCM-41 particles. Adv. Mater., 2001, 13(17): 1317~1320】在原有MCM-41S制备体系中加入一定量乙醇得到放射孔道MCM-41球，通过透射电子电镜及电子衍射发现具有球对称辐射相介孔结构，其中孔道仍为局部六方排列且孔道从中心向边缘方向辐射，但其孔径较小，约3纳米左右。

清华大学的蔡强等人（Zhao X, Cai Q, Li H D. Preparation of radiolarian-like mesoporous silica from water-diethyl ether binary solvent system. Chem J. Chinese Universities, 2007, 28(3): 419~421）在乙醇、乙醚为共溶剂的体系中，以氨水为催化剂，通过改变共溶剂乙醇和乙醚的加入量，发现MCM-41介孔氧化硅孔道由平行孔道转变为放射孔道，而且在一定条件下会形成中空放射孔道氧化硅，但其合成的为中空结构的放射状孔道介孔氧化硅。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备放射状孔道介孔氧化硅的方法。

本发明的另一个目的是提供一种放射状孔道介孔氧化硅粉体。

一种制备放射状孔道介孔氧化硅的方法，包括如下步骤：

（1）将质量分数为25%的氨水和去离子水按照1：70~100体积比配成溶液；

（2）按照每使用2 mL质量分数为25%的氨水加入1 g季铵盐阳离子表面活性剂的比例，将季铵盐阳离子表面活性剂加入到步骤（1）配制的溶液中，在烘箱内加热使其溶解；

（3）待步骤（2）的溶液变得澄清并冷却至室温后，向其中加入乙醇和乙醚的混合溶剂，强烈搅拌至充分混溶；其中，乙醇和乙醚的体积比为50：35~45；

（4）向步骤（3）获得的溶液中滴加硅源和硅烷偶联剂，搅拌反应2~6小时，反应过程伴随着白色生成物出现；

（5）将步骤（4）所得混合物抽滤，再用去离子水多次洗涤后烘箱干燥，最后在823K温度下焙烧4~6小时，即得到白色粉末状的放射状孔道介孔氧化硅粉体材料。

其中，

步骤（2）所述的季铵盐阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）或十六烷基三甲基氯化铵（CTAC），优选为CTAB；所述的在烘箱内加热溶液的温度在60~100℃为最佳；

步骤（4）中所述的硅源为正硅酸乙酯（TEOS）、硅酸钠或水玻璃；所述的硅烷偶联剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（TSD）或γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550），优选为TSD；所述硅源与硅烷偶联剂的体积比为（4~5）：（0.1~0.4）。

一种使用上述方法制备的放射状孔道介孔氧化硅粉体，其特征在于，所述的粉体的粒径为700~1000nm，其孔道为从中心向边缘辐射的放射状孔道，存在多级孔径。

本发明的有益效果为：