[发明专利]一种多层次空心结构的二氧化硅包覆银纳米粒子及其合成方法、应用

权利要求书

1.一种多层次空心结构的二氧化硅包覆银纳米粒子，其特征在于，该纳米粒子为空心多层次结构，其尺寸为200-500nm，比表面积为8～15m2·g-1，外貌为草莓状，二氧化硅壳层中分布着微细孔道；所述的纳米粒子中银元素的质量分数为39-61％。

2.一种多层次空心结构的二氧化硅包覆银纳米粒子的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备表面羧基化的交联PS-COOH聚合物微球

a、取100g甲醇、乙醇或两者混合物与20-30g蒸馏水配制成醇水溶液，然后加入到反应容器中，然后将反应容器置于恒温水浴槽中，并将氮气瓶导管插入反应容器中，充N210-15min，随后加入1.5-2.5g表面活性剂，搅拌至其完全溶解；

b、将0.1-0.15g偶氮二异丁腈、10-15g苯乙烯、2-3g丙烯酸、4-5g二乙烯基苯按照比例配置成溶液，将此溶液与反应容器中溶液混合，搅拌成为均一相，开启搅拌器和水浴槽，设定温度为70-75℃，待温度稳定后进行聚合反应10～12h，反应结束后得到PS-COOH微球，然后对其进行脱水处理，备用；

(2)制备树形外层复合催化粒子PS包覆PAMAM-Ag

a、取步骤(1)得到的PS-COOH微球分散到干燥的100mL丙酮中，同时与0.5-0.8g N,N'-二环己基碳二亚胺丙酮溶液混合，超声分散20-30分钟后，加入20-30mL乙二胺，加热升温至30-35℃，均匀搅拌下反应8-10h，使得微球表面的羧基完全转变为氨基，反应结束后采用减压过滤的方法分离出表面胺基化的PS-NH2微球，并用醇水溶液洗涤4-5次后与甲醇混合均匀，转移到置于恒温水浴槽中反应瓶中，随后量取20-30mL丙烯酸甲酯，倒入反应瓶中，在40-45℃条件下反应24-30h，完成0代到0.5代酯交换反应；

b、将反应后产物过滤，并用蒸馏水洗涤2～3次，将过滤后的产物用蒸馏水分散均匀，转移入置于恒温水浴槽中的反应瓶中，开启搅拌器开关，加入20-25mL乙二胺，在60-65℃下反应24-30h，完成0.5代到1代的米歇尔加成反应，重复以上步骤，直到完成5～6代反应，得到树枝状聚合物；

c、将制备的树枝状聚合物用蒸馏水分散均匀，转移到置于恒温水浴槽中的反应容器中，并加入20-30mL可溶性银盐溶液，在30-35℃下搅拌反应8～10h，使Ag+充分扩散到表面树枝层上，然后缓慢滴加20-25mL柠檬酸溶液，在30-35℃下搅拌反应24-30h，反应结束后体系抽滤，滤物经去离子水冲洗、干燥，得到淡黄色细腻粉末状的PS包覆PAMAM-Ag；

(3)制备多层次复合聚合物粒子PS@PAMAM@SiO2-Ag

a、将步骤(2)制备的产物加入到置于恒温水浴装置中的反应容器中，然后依次加入10g的正硅酸乙酯和10-30g的无水乙醇，充分搅拌分散均匀后加热至40-45℃恒温，接着加入20g浓氨水和20-40g无水乙醇混合溶液，反应10-15h，反应结束后抽滤，滤物依次醇洗、水洗除去未反应的浓氨水，干燥；

b、将上述产物分散于150mL去离子水中，转移到置于恒温水浴装置中的反应器中，加热恒温至30-35℃，随后加入0.25-0.51g氨丙基三乙氧基硅烷交联剂，反应4-6h，反应结束后将溶液抽滤，滤物用去离子水冲洗、干燥，得到乳白色细腻粉末；

c、将上述粉末用100mL去离子水混合分散均匀，转移到置于恒温水浴装置中的反应器中，随后加入30-35mL浓度为0.015g/L的可溶性银盐溶液，充分搅拌分散均匀，加热至30-35℃恒温，接着缓慢滴加30-40mL浓度为0.04g/L的柠檬酸溶液，滴加完毕后恒温反应10-15h，反应结束后将溶液抽滤，滤物用去离子水冲洗，干燥，得到深黄色细腻粉末；

(4)多层次聚合物催化粒子梯度烧结合成制备多层次空心Empty-SiO2@Ag粒子

将步骤(3)制备的PS@PAMAM@SiO2-Ag纳米粒子放置于马弗炉中，设置梯度升温程序，马弗炉升温至450℃-550℃后保温，24h内自然降温至室温获得目标产物Empty-SiO2@Ag粒子。