[发明专利]一种纳米二氧化硅微囊的新型制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米二氧化硅微囊的新型制备方法，属于无机纳米材料领域。实验以Na₂HPO₄·12H₂O‑NaOH缓冲溶液为催化剂，以溶液凝胶法，制得SiO₂纳米微囊。所得纳米二氧化硅微囊直径在200～450nm之间，囊厚度为10～35nm，特别是微囊尺寸呈单分散或窄分散。本发明具有操作简单易行、反应时间短、形态可控、形貌规整、壁厚均匀且薄、有较大的空腔结构等特点。本发明的纳米二氧化硅微囊可以作为载体广泛应用于生物医药、电子、催化剂载体及生物材料、工程材料等领域。

技术领域

本发明涉及一种纳米二氧化硅微囊的制备方法，尤其是囊壁厚度、微囊囊径、微囊形态可控，能达到窄分散或单分散，属于无机纳米材料领域。

背景技术

纳米二氧化硅材料作为纳米材料家族中的一员，其在科学及工业研究领域的具有潜在应用价值，所以对其的开发和研究具有重要的实际意义。其中纳米二氧化硅微囊是一种具有球形形貌的一类空心球壳类纳米级材料，也叫做二氧化硅空心微球。因其具有形态可控，良好的化学及物理性能，较大的表面积，较强的亲水性及极易进行化学修饰的特点，而广泛应用于催化、生物成像、药物及基因负载领域[Cao Shunsheng，Jin Xin，YuanXinhua.et al.Journal of Polymer Science Part A：Polymer Chemistry.2010，48：1332-1338.]，在新材料的研究和制备中的应用凸显出越来越诱人的广阔前景。

纳米SiO₂微囊的制备及其改性是近年来一大研究热点。有研究者[Cong Hailin，Wang Jjilei，Yu Bing，et al..Journal ofColloid and Interface Science.2013，411：41-46.]用超声波法制备空心材料具有反应时间短，室温下可进行，对反应体系有较强的通用性等优点，但得到的空心微球尺寸、形状、壁厚、均一性都不易控制。刘丽琴等人[刘丽琴，上海应用技术学院硕士学位论文，2015：1-46.]，采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅空心微球，但所得的二氧化硅空心微球粒径在300～800nm，属于亚微米级别。因此，寻找一种新型的纳米二氧化硅微囊的制备方法，以克服现有技术的制备过程复杂、耗时、得到的二氧化硅空心微球团聚、粒径大小不一等缺点，具有重要的研究意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种纳米二氧化硅微囊的新型制备方法。实验中以经典法为基础，改变反应的催化剂，制备出纳米级SiO₂微囊，并通过单一变量法改变催化剂浓度，即可调节SiO₂微囊直径和壁厚。本发明的研究制得的纳米二氧化硅微囊具有单分散或窄分散、形态均一、囊壁薄、囊径单分散或窄分散且运用一步法制得，无表面活性剂的添加，制备方法简单易行，能很好地应用于生物医药、电子、催化剂载体及生物材料、工程材料等领域。

(二)技术方案

本发明所采用的技术方案是：以Na₂HPO₄·12H₂O-NaOH缓冲溶液为反应催化剂，以经典法为基础，制得SiO₂纳米微囊，并通过单一变量法改变催化剂浓度，可调节SiO₂微囊直径、壁厚及分散性。所制备的SiO₂纳米微囊直径为200～450nm范围内，囊厚度为10～35nm范围内。

(三)有益效果

本发明所公布的纳米二氧化硅微囊的制备方法与现有方法相比，具有以下优异效果：

1、反应操作过程及所需装置简单，仅需一步即可制备出纳米二氧化硅微囊。

2、反应时间短，不超过6小时即可得到纳米二氧化硅微囊。