[发明专利]改性介孔金属氧化物纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性介孔金属氧化物纳米颗粒，所述改性介孔金属氧化物纳米颗粒由介孔金属氧化物和与所述介孔金属氧化物表面的O^2‑共价结合的卤素分子组成，且所述介孔金属氧化物与所述卤素分子的比例为100mg:(0.01‑0.1)mol，所述介孔金属氧化物的介孔大小为1‑10nm，所述介孔金属氧化物的比表面积为150‑300m²/g。

技术领域

本发明属于纳米金制备技术领域，尤其涉及一种改性介孔金属氧化物纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

纳米尺度的固态纳米材料具有独特的性质，包括吸附性、催化性、介孔性等。此外，一些纳米颗粒在不同的状态下(如固态、泥浆、微乳液)能够展现出一定的杀菌特性。目前，具有杀菌特性的纳米晶主要有两类：一类是金属纳米粒子如银粒子，由于其尺寸介于宏观物质和微观原子、宏观物质和微观分子之间，金属纳米粒子能够呈现出特别的效应，如表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，这些特别的效应可以使得金属纳米粒子能够轻易的进入病原体内部。其中，纳米银粒子不仅尺寸小，体表面积比比较大，表面化学键的状态和电子态与纳米晶内部的不同，而且由于表面原子存在缺陷导致表面的活性增加，可以杀死细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物，为用作抗菌剂提供了基本条件。此外，纳米银具有很强的穿透力，能充分接触并攻击病原体，从而发挥较强的生物效应，具有安全性高、抗菌范围广、持续杀菌时间长等优点，其对杆菌、球菌、丝菌的抗菌性远大于传统的银离子。另一类具有抗菌效果的纳米微粒是利用介孔金属氧化物如：MgO、CeO、Al₂O₃等制备得到的过滤介质，其可以有效地去除病毒。然而在利用介孔金属氧化物制备防热过滤介质，只能去除病毒而不能够杀死病毒，且其应用范围相对局限。目前，主要通过改变介孔氧化物的形貌、颗粒大小来改善对病毒的过滤效果。此外，金属氧化物纳米颗粒能够用于光电器件中作为电子阻挡层材料使用。然而，由于金属氧化物纳米颗粒如氧化锌纳米颗粒电荷迁移率随尺寸大小变化较小，而针对不同发光材料所需要的电荷传输层的电荷迁移率的大小不一样，因此，将金属氧化物纳米颗粒用作电子阻挡层材料时，对发光材料的选择存在一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性介孔金属氧化物纳米颗粒及其制备方法和应用，旨在解决改性前的介孔金属氧化物纳米颗粒性能不足，导致应用受限(如：只能过滤病毒、而不能有效杀灭病毒；电荷迁移率随尺寸大小变化较小，发光材料的选择受限)的问题。

本发明是这样实现的，一种改性介孔金属氧化物纳米颗粒，所述改性介孔金属氧化物纳米颗粒由介孔金属氧化物和与所述介孔金属氧化物表面的O^2-共价结合的卤素分子组成，且所述介孔金属氧化物与所述卤素分子的比例为100mg:(0.01-0.1)mol，所述介孔金属氧化物的介孔大小为1-10nm，所述介孔金属氧化物的比表面积为150-300m²/g。

相应的，一种上述改性介孔金属氧化物纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

将高分子聚合物溶解在极性有机溶剂中，加入金属卤化物溶液，加入目标介孔金属氧化物的阳离子前驱体反应后，经离心、干燥、煅烧，制备得到介孔金属氧化物；

将所述介孔金属氧化物置于流动的卤气环境中，得到改性介孔金属氧化物纳米颗粒。

以及，一种改性介孔金属氧化物纳米颗粒的应用，具体的，将上述改性介孔金属氧化物纳米颗粒用作生物杀菌材料。

一种改性介孔金属氧化物纳米颗粒的应用，具体的，将上述改性介孔金属氧化物纳米颗粒用作电学发光器件的电子传输层材料。