[发明专利]介孔二氧化硅纳米马达及其制备方法和应用

权利要求书

1.介孔二氧化硅纳米马达，其特征在于介孔二氧化硅纳米马达是粒径为50～90nm的、部分表面覆盖有金属铂层的介孔二氧化硅粒子。

2.制备如权利要求1所述的介孔二氧化硅纳米马达的方法，其特征在于介孔二氧化硅纳米马达的制备方法按以下步骤进行：

一、合成粒径为50～90nm的介孔二氧化硅纳米粒子；

二、硅片清洗及亲水性的处理：先将硅片依次放入丙酮、酒精中进行超声清洗，然后再用去离子水冲洗干净，再用氮气吹干，接着将硅片放入浓硫酸与过氧化氢的混合溶液中，加热至温度为60℃～70℃并保持2～3小时，然后将硅片取出，用去离子水冲洗干净并干燥，得到亲水性硅片，其中浓硫酸与过氧化氢的混合溶液是由质量浓度为95％～98％的浓硫酸与质量浓度为20％～30％的过氧化氢按体积比为(2～3)∶1的比例混合而成的；

三、将步骤一合成的介孔二氧化硅粒子分散在乙醇中，分散均匀后，得到混合溶液；再将混合溶液滴在步骤二得到的亲水性硅片上，在室温下干燥，得到带有单粒子排列层的硅片；

四、用金属真空镀膜机将金属铂溅射在步骤三得到的带有单粒子排列层的硅片上；

五、将经步骤四处理的硅片放入去离子水中，再放入超声仪中，在超声的功率为180～300W、频率为40kHz～59kHz的条件下处理1～10s，过滤，将得到的固相物干燥，得到介孔二氧化硅纳米马达。

3.根据权利要求2所述的介孔二氧化硅纳米马达的制备方法，其特征在于步骤一中介孔二氧化硅粒子的制备方法按以下步骤进行：先将0.25g～0.5g十六烷基三甲基溴化铵溶于150mL～180mL的去离子水中，再加入1mL～2.0ml浓度为2mol/L～4mol/L的氢氧化钠溶液，混合均匀后加热到60～80℃，再加入1.5～2.0mL正硅酸乙酯，反应混合物在60～80℃下搅拌2～4小时后，将产物用甲醇清洗，再用去离子水清洗，在40～70℃下进行真空干燥10～12小时，得到介孔二氧化硅粒子。

4.根据权利要求2或3所述的介孔二氧化硅纳米马达的制备方法，其特征在于步骤四中，金属铂溅射是从硅片的垂直方向进行金属铂的溅射。

5.根据权利要求2或3所述的介孔二氧化硅纳米马达的制备方法，其特征在于步骤二中硅片清洗及亲水性的处理过程如下：先将硅片依次放入丙酮、酒精中进行超声清洗，然后再用去离子水冲洗干净，再用氮气吹干，接着将硅片放入浓硫酸与过氧化氢的混合溶液中，加热至温度为65℃～69℃并保持2.2～2.8小时，然后将硅片取出，用去离子水冲洗干净并干燥，得到亲水性硅片，其中浓硫酸与过氧化氢的混合溶液是由质量浓度为95％～98％的浓硫酸与质量浓度为20％～30％的过氧化氢按体积比为(2.2～2.8)∶1的比例混合而成的。

6.根据权利要求2或3所述的介孔二氧化硅纳米马达的制备方法，其特征在于步骤四中金属铂层的厚度为10～20nm。

7.根据权利要求2或3所述的介孔二氧化硅纳米马达的制备方法，其特征在于步骤五中在超声的功率为200～280W、频率为50kHz的条件下处理2～8s。

8.根据权利要求2或3所述的介孔二氧化硅纳米马达的制备方法，其特征在于步骤五中在干燥是指将固相物在50～70℃的真空条件下干燥6～8小时。

9.如权利要求1所述的介孔二氧化硅纳米马达的应用，其特征在于介孔二氧化硅纳米马达的应用是将介孔二氧化硅纳米马达放入过氧化氢溶液中使用。

10.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅纳米马达的应用，其特征在于所述的过氧化氢溶液的质量浓度大于0且小于等于30％。