一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法技术

本发明专利技术涉及生物医用高分子材料制备的技术领域，具体是一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法。本发明专利技术方法采用正硅酸乙酯(TEOS)和γ‑氨丙基三乙氧基硅烷(γ‑APTS)在油包水形成的微胶束体系中进行水解的方式，一步法制备氨基化二氧化硅颗粒。本发明专利技术制备方法可以通过改变水的加入量和TEOS/γ‑APTS的比值控制颗粒大小，并控制适宜的氨基含量，使用的原料和溶剂均为绿色试剂，制备方法简单高效，可作为酶固定化载体，用于生物医用高分子材料的绿色催化剂，是一种具有广泛应用前景的氨基化二氧化硅颗粒的制备方法。

A Method for Preparing Amino Silica Particles

The invention relates to the technical field of preparation of biomedical macromolecule materials, in particular to a preparation method of amino silica particles. The method adopts the hydrolysis method of tetraethyl orthosilicate (TEOS) and gamma-aminopropyl triethoxysilane (gamma-APTS) in the micromicelle system formed by oil-in-water to prepare the amino silica particles in one step. The preparation method of the invention can control the particle size by changing the amount of water added and the ratio of TEOS/gamma APTS, and control the suitable amino content. The raw materials and solvents used are green reagents. The preparation method is simple and efficient, and can be used as the carrier of enzyme immobilization, as a green catalyst for biomedical macromolecule materials, and is an amino silica with wide application prospects. The preparation method of particles.

【技术实现步骤摘要】
一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法
本专利技术涉及生物医用高分子材料制备的
，具体是一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法。技术背景酶催化合成生物可降解脂肪族聚酯是一种新型聚合方法，可以在温和条件下高效合成，有着传统方法难以比拟的优势，但该方法所合成的产物仍存在生物相容性低、机械性能差、分子量低等不足。但是通过酶的固定化、功能化改性、调节支链等方法可以提高酶的催化效率和活性、降低反应能耗和材料中残留的有毒物质、提高原料转化率和产物分子量、增强产物亲水性及开发材料新用途。近年来固载化脂肪酶的技术得到很大的发展，固定化技术使酶稳定性大幅度提高，单位酶的生产力提高，以及重复利用性明显提高。固定化酶的催化效果在一定程度上取决于固定化载体的性能，因此需要制备具有适宜活性位点的载体材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法，所述方法采用正硅酸乙酯(TEOS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APTS)在油包水形成的微胶束体系中进行水解的方式，一步法制备氨基化二氧化硅颗粒。上述一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法，所述方法包括以下步骤：（1）将正己醇、曲拉通-100(TrionX-100)以及环己烷混合，再加入水配制成乳状液，经超声振荡使之均匀，磁力搅拌下加入氨水，15min后加入正硅酸乙酯TEOS，0.5h后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APTS)，开始反应；（2）步骤（1）的反应结束后，加入两倍体积的无水乙醇破乳并不断搅拌，则颗粒分离，静置后倒掉清液，沉淀加入无水乙醇洗涤至颗粒完全分散，离心弃去上清液，40℃真空干燥5h，即得到氨基化二氧化硅颗粒。可选的，所述正己醇、曲拉通-100、环己烷的体积比为1:1:4，所述加入水的量与曲拉通-100的摩尔比为6~20:1，所述氨水与TEOS的体积比为1:1，所述TEOS与γ-APTS的体积比为1~4:1；所述反应温度为30℃，反应时间为24小时。可选的，所述加入水的量与曲拉通-100的摩尔比为10:1，所述TEOS与γ-APTS的体积比为1:1。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术制备方法可制备氨基含量为2.150mmol/g和粒径为15.803μm的载体，适宜发挥固定化酶的最大活性。本专利技术制备方法可以通过改变水的加入量和TEOS/γ-APTS的比值来控制颗粒大小，并控制适宜的氨基含量，使用的原料和溶剂均为绿色试剂，制备方法简单高效，可作为酶固定化载体，用于生物医用高分子材料的绿色催化剂，是一种具有广泛应用前景的氨基化二氧化硅颗粒的制备方法，将其应用到超临界二氧化碳中合成生物高分子材料，可推动其领域的理论研究和实际应用的发展。附图说明图1合成氨基化二氧化硅颗粒的红外光谱图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1将正己醇(10毫升)、曲拉通-100（10毫升）和环己烷（40毫升）以1:1:4的体积比混合，再加入水（11.800mL）配成乳状液，经超声振荡使之均匀，磁力搅拌下加入氨水（1mL），15min后加入TEOS(1mL)，0.5h后再加入γ-APTS（1mL），反应继续进行24h后，反应结束后，加入两倍体积的无水乙醇破乳并不断搅拌，则颗粒分离，静置后倒掉清液，沉淀加入无水乙醇洗涤至颗粒完全分离开来，离心弃上清，烘箱40℃干燥至恒重，得到产物氨基化二氧化硅颗粒，经酸碱滴定的方法分析得到颗粒氨基含量为2.150mmol/g，粒径为15.803μm。实施例2将正己醇(10毫升)、曲拉通-100（10毫升）和环己烷（40毫升）以1:1:4的体积比混合，再加入水（7.076mL）配成乳状液，经超声振荡使之均匀，磁力搅拌下加入氨水（2mL），15min后加入TEOS(2mL)，0.5h后再加入γ-APTS（1mL），反应继续进行24h后，反应结束后，加入两倍体积的无水乙醇破乳并不断搅拌，则颗粒分离，静置后倒掉清液，沉淀加入无水乙醇洗涤至颗粒完全分离开来，离心弃上清，烘箱40℃干燥至恒重，得到产物氨基化二氧化硅颗粒，经分析得到颗粒氨基含量为1.583mmol/g，粒径为44.665μm。实施例3将正己醇(10毫升)、曲拉通-100（10毫升）和环己烷（40毫升）以1:1:4的体积比混合，再加入水（11.800mL）配成乳状液，经超声振荡使之均匀，磁力搅拌下加入氨水（4mL），15min后加入TEOS(4mL)，0.5h后再加入γ-APTS（1毫升），反应继续进行24h后，反应结束后，加入两倍体积的无水乙醇破乳并不断搅拌，则颗粒分离，静置后倒掉清液，沉淀加入无水乙醇洗涤至颗粒完全分离开来，离心弃上清，烘箱40℃干燥至恒重，得到产物氨基化二氧化硅颗粒，经分析得到颗粒氨基含量为0.150mmol/g，粒径为40.715μm。实施例4将正己醇(10毫升)、曲拉通-100（10毫升）和环己烷（40毫升）以1:1:4的体积比混合，再加入水（23.600mL）配成乳状液，经超声振荡使之均匀，磁力搅拌下加入氨水（2mL），15min后加入TEOS(2mL)，0.5h后再加入γ-APTS（1毫升），反应继续进行24h后，反应结束后，加入两倍体积的无水乙醇破乳并不断搅拌，则颗粒分离，静置后倒掉清液，沉淀加入无水乙醇洗涤至颗粒完全分离开来，离心弃上清，烘箱40℃干燥至恒重，得到产物氨基化二氧化硅颗粒，经分析得到颗粒氨基含量为0.917mmol/g，粒径为17.986μm。图1为实施例1中合成氨基化二氧化硅颗粒的红外光谱图。如图1所示，在波数1044cm-1出现强吸收峰，这是Si-O键的特征吸收峰。在波数1567cm-1出现-NH2的弯曲振动吸收峰，在波数2936cm-1出现-CH2-CH2-CH2-NH2的特征碳氢键伸缩振动吸收峰。此外，图中氨基的特征吸收峰由于硅羟基的存在而被掩盖。综上所述，成功合成了氨基化二氧化硅颗粒。本专利技术采用正硅酸乙酯(TEOS)/γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APTS)为原料，在制备的油包水微胶束体系中，合成得到了氨基化二氧化硅颗粒，用于酶固定化载体材料。该载体材料具有适宜的活性位点，固定化酶活性高，原料试剂绿色安全，制备方法简单可靠，可将其应用到超临界二氧化碳中合成生物高分子材料，本专利技术符合绿色化学发展的方向，有着广阔的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法采用正硅酸乙酯(TEOS)和γ‑氨丙基三乙氧基硅烷(γ‑APTS)在油包水形成的微胶束体系中进行水解的方式，一步法制备氨基化二氧化硅颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种氨基化二氧化硅颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法采用正硅酸乙酯(TEOS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APTS)在油包水形成的微胶束体系中进行水解的方式，一步法制备氨基化二氧化硅颗粒。2.根据权利要求1所述的氨基化二氧化硅颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）将正己醇、曲拉通-100(TrionX-100)以及环己烷混合，再加入水配制成乳状液，经超声振荡使之均匀，磁力搅拌下加入氨水，15min后加入正硅酸乙酯TEOS，0.5h后再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APTS)，开始反应；（2）步骤（1）的反应结束后，加入两倍体积的无水乙醇破乳并不断搅拌，...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹世平，王景昌，商雪航，侯维敏，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21