[发明专利]十二烷基磺酸钠调控合成具有介孔孔道的二氧化硅空心球的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机介孔材料领域，特别涉及一种通过阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)调控合成球壁具有介孔孔道且粒径分布窄，在一定粒径范围内可控二氧化硅空心球材料的制备方法。

背景技术

1992年美国Mobile公司研究者首次在Nature(Kresge C.T.，LeonowiczM.E.，Roth W.J.，Vartuli J.C.，Beck J.S.，Nature，1992，359，710)上报道了比表面积高，有序度高的M41S系列介孔材料以来，介孔材料的研究成为化学和材料界的研究热点。特别是从Zhao在Science(Zhao D.，Feng J.，Huo Q.，Melosh N.，Stucky G.D.，Science，1998，279，548)上报道了用非离子表面活性剂为模板的有更大孔径的，并且水热稳定的SBA-15介孔材料后，人们对其合成和其在催化，吸附，药物释放等应用方面进行了日益广泛的研究。通常材料的模板对材料的形貌、结构及其应用有着重要的影响。壳层具有介孔孔道的空心球不仅可以大幅度的改善客体分子的运载量，也更有利于客体分子的内外传输，并且由于其可调节的球壁厚度以及空腔的大小，因此这样的介孔中空材料在用作催化剂和药物释放等领域有着广泛的应用前景。

目前，空心核/介孔壳的二氧化硅球的制备方法已经有文献报道。如Zhu等(Zhu G.，Qiu S.，Tarasaki O.，Wei Y.，J.Am.Chem.Soc.，2001，123，7723)采用硫化处理过的聚苯乙烯(PSS)微球为硬模板，在其外面自组装形成一层二氧化硅的介孔壳，然后去除PSS得到空心核/介孔壳结构的二氧化硅球，这种方法由于用硬模板需要合适的表面改性处理，工艺条件苛刻。Yeh等(YehY.Q.，Chen B.C.，Liu H.P.，Tang C.Y.，Langmuir，2006，22，6)提出用P123和阴离子和阳离子混合模板在弱酸性环境下合成了介孔壳空心球，但是材料的部分介孔壳孔道与介孔壳平行，导致分子不能内外运输，而且空心球的孔径和壁厚不可调节。Djojoputro等(Jojoputro H.D.，Zhou X.F.，Qiao S.Z.，Wang L.Z.，Yu C.Z.，Lu G.Q.，J.Am.Chem.Soc.，2006，128，6320)利用Fluorocarbon surfactant(C₃F₇O(CFCF₃CF₂CONH(CH₂)₃N⁺(C₂H₅)₂CH₃I^-)FC₄和阳离子表面活性剂(cetyltrimethylammomium bromide)CTAB为混合模板剂以及(1，2-bis(trimethoxysily)ethane)BTME为硅源合成了有机硅介孔中空球，孔壁厚度和孔径大小均可调，但是孔壁的疏松程度却不可以控制，不能实现更大的物质的内外运输，并且所得到的球粒径范围一般是在500～1000nm。朱钰方等(专利申请号200510112407)利用聚乙烯吡咯烷酮和CTAB和CTAC为混合表面活性剂在碱性环境下合成了含介孔孔道的中空硅球，但是没有提出调控方法。

发明内容

本方法的目的在于提供一种工艺简单的十二烷基磺酸钠调控合成具有介孔孔道的二氧化硅空心球的方法，其介孔二氧化硅空心球的粒径大小在100～5000nm范围可控，壁厚可调。

本发明以非离子表面活性剂嵌段共聚物与阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为混合模板，加入硅源，混合后形成溶胶，在酸性条件下，通过搅拌陈化处理，水热，过滤，干燥后，烧去模板而得到具有介孔孔道的二氧化硅空心球。通过改变SDS的含量，可以调控合成不同尺寸的具有介孔孔道的二氧化硅空心球。本发明工艺简单，成本低廉，制备的具有介孔孔道的二氧化硅空心球的介孔壳层厚度以及孔径的大小在大范围内均可调，有利于客体分子的内外传输，提高客体分子的储藏量以及实现有效控制释放。

本发明的十二烷基磺酸钠调控合成出的具有介孔孔道的二氧化硅空心球，其是一种球壁具有介孔孔道，球的粒径和壁厚可控的二氧化硅空心球材料；所述的空心球粒径在100～5000nm范围内可控，壁厚可在10～50nm内可调。

本发明的十二烷基磺酸钠调控合成具有介孔孔道的二氧化硅空心球的方法包括以下步骤：