[发明专利]一种具有核壳结构的硅胶微球及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种制备介孔核壳结构硅胶微球的工艺。

技术背景

核壳颗粒在分析化学中应用很广泛，其核和壳可以具有不同的结构，通过不同修饰可以发挥各自的作用。例如给磁球外面包覆硅层，然后再在硅层上面键合官能团或者进一步进行其他聚合反应M.Shao,M.Wei,D.G.Evans,X.Duan,Chemistry-AEuropeanJournal19(2013)4100；M.Zhao,Y.Xie,C.Deng,X.Zhang,JournalofChromatographyA1357(2014)182。这种复合型核壳颗粒既可以利用磁核与磁铁的作用进行快速的聚集和释放，又可以利用硅层外面的修饰基团与外界环境中的样品物质进行作用J.Cao,X.Zhang,X.He,L.Chen,Y.Zhang,JournalofMaterialsChemistryB1(2013)3625；X.Chen,N.Ding,H.Zang,H.Yeung,R.S.Zhao,C.Cheng,J.Liu,T.W.D.Chan,JournalofChromatographyA1304(2013)241。同时，核壳微球在液相色谱中也受到了很好地关注E.P.Nesterenko,P.N.Nesterenko,D.Connolly,X.He,P.Floris,E.Duffy,B.Paull,Analyst138(2013)4229。有报道将不规则的金属有机骨架(MOF)晶体生长在球形硅胶上制备成色谱填料，这种填料既发挥了MOF材料对特定小分子特异性吸附的功能，又具有硅胶微球高柱效的能力Y.Y.Fu,C.X.Yang,X.P.Yan,Chemistry-AEuropeanJournal19(2013)13484；A.Ahmed,M.Forster,R.Clowes,D.Bradshaw,P.Myers,H.Zhang,JournalofMaterialsChemistryA1(2013)3276。

然而目前制备介孔核壳硅胶颗粒所用的模板剂大多是阳离子表面活性剂，如十六烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵等，还有非离子表面活性剂如P123，F127等，这些模板剂用于制孔后难以从材料中去除，且污染环境J.D.Glennon,J.O.Omamogho,in,UnitedStates,2011/0226990A1；H.Dong,J.D.Brennan,JournalofMaterialsChemistry22(2012)13197；J.Liu,H.Q.Yang,F.Kleitz,Z.G.Chen,T.Yang,E.Strounina,G.Q.Lu,S.Z.Qiao,AdvancedFunctionalMaterials22(2012)591。所以寻找新的易于去除同时环境友好的模板剂意义重大，但是也困难重重。

鞣酸是一种自然界中存在的聚多酚类物质，可以从植物中提取到，广泛用于食品和医药添加剂。最近，有报道将其用于模板剂制备介孔纳米颗粒，粒径和孔径分别为200nm和6-13nm，同时，鞣酸可以通过水和乙醇洗涤除去Z.Gao,I.Zharov,ChemistryofMaterials26(2014)2030。目前还未有将鞣酸用于制备核壳颗粒的报道。因此，本研究采用鞣酸为模板剂制备核壳硅球微球，粒径在0.5和1.7μm之间，其壳层厚度可以调控在10到120nm间。对微球的孔径进行了表征，进一步研究了对蛋白的色谱分离效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以天然物质--鞣酸为模板剂合成介孔核壳结构硅胶色谱填料的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

以鞣酸为模板剂，将无孔硅胶投入氨水的乙醇溶液中，通过正硅酸乙酯水解聚合在无孔硅胶的表面合成出含有模板剂的壳层。通过乙醇洗和水洗可以基本去除模板剂鞣酸，便得到了核为无孔硅胶，壳层含有介孔的核壳结构硅胶微球。

一种介孔核壳结构硅胶色谱填料的制备方法，该方法步骤如下：