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氨基中空介孔二氧化硅納米顆粒的制備方法有哪些

2025-10-18 [10]

氨基中空介孔二氧化硅納米顆粒的制備方法主要包括模板法、溶膠-凝膠法、微乳液法、靜電吸附法等,以下為具體介紹:

模板法

  • 軟模板法:利用表面活性劑自組裝形成的膠束或乳液滴作為模板,誘導硅源在界面沉積。例如,以陽離子表面活性劑(如十六烷基三甲基溴化銨,CTAB)形成棒狀膠束,作為介孔孔道的模板,同時通過乳液或氣體泡核形成中空腔體。

  • 硬模板法:利用固態模板構建中空結構,再通過刻蝕或溶解去除模板,形成空心腔體。常用模板包括二氧化硅微球、聚合物微球(如聚苯乙烯)、金屬氧化物納米顆粒等。以二氧化硅微球為模板,通過正硅酸乙酯(TEOS)包覆后用氫氟酸(HF)刻蝕內核,可制備粒徑50-500nm的中空介孔二氧化硅。

  • 雙模板法:結合硬模板和軟模板的優勢,同時構建中空結構和介孔孔道。先以硬模板(如聚合物微球)形成中空核,再在殼層引入軟模板(如CTAB)誘導介孔形成,最后去除雙模板。這種方法可精確調控中空尺寸和介孔孔徑(通常2-50nm),適用于高負載需求場景。

溶膠-凝膠法

以正硅酸乙酯等硅源為前驅體,在表面活性劑的模板作用下,通過溶膠-凝膠過程形成介孔結構,然后利用氨基硅烷偶聯劑進行氨基化修飾。例如,以碳酸鈣納米粒子等為模板,通過溶膠-凝膠過程制備出多孔中空二氧化硅納米粒子,再進行氨基等官能團的修飾。

微乳液法

在微乳液體系中,通過控制反應條件和反應物濃度,制備出具有特定粒徑和介孔結構的納米顆粒,再進行氨基化處理。微乳液通常是兩種不互溶的溶液(如油相和水相)在表面活性劑的作用下形成的熱力學穩定的體系。這一體系可以視為多個微型反應器,粒子在該反應器中生長到一定尺寸后,被表面活性劑分子包覆,從而停止生長,達到穩定。

靜電吸附法

使用帶負電荷且溶解度和分子結構對pH值非常敏感的聚丙烯酸作為封堵分子,采用靜電吸附的修飾方法,制備pH響應的介孔二氧化硅納米顆粒。例如,通過靜電吸附方法,使用聚丙烯酸作為封堵分子,制備了100-150nm的中空介孔二氧化硅納米顆粒,具有pH敏感性。

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