本发明专利技术涉及一种利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，本发明专利技术利用有机烷氧基硅烷在酸性条件下缓慢水解缩聚形成共聚体，在花粉表面以及向内部渗透得到花粉形貌二氧化硅；除去花粉后，在表面以及内部形成介孔结构，比表面积大，为磁性物质的负载提供了足够的空间；得到的磁性二氧化硅颗粒磁性强，在磁场作用下可以快速分离。
【技术实现步骤摘要】
一种利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法
：本专利技术涉及一种利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，属于材料
技术介绍
：介孔二氧化硅颗粒具有低的毒性、大的比表面积，可用于负载催化剂、蛋白、药物等分子，在催化和生物医药等领域具有广泛的应用价值。制备二氧化硅的方法简单多样，例如溶胶-凝胶法，化学沉淀法，气相法、微乳液法和模板法等。天然花粉则具有极其粗糙的表面，其表面的纹饰有颗粒状、刺状、皱褶状以及网状等。不光滑的表面能够使花粉更容易的粘在动物的身体上而有助于传粉。花粉颗粒的尺寸从几微米到几百微米不等，形状不尽相同，微观结构各异。自然界中最小的花粉是勿忘我的花粉，其尺寸仅为5微米，而南瓜的花粉的直径可达到200微米。合欢树的花粉形状与飞船相似，叶蓟属植物的花粉呈火球状，印度锦葵的花粉是表面带刺的圆球状，百合花的花粉则呈现为橄榄球状。另外花粉外壁主要是由孢粉素构成，有着耐强酸、强碱的作用。花粉壁含有纤维素、类胡萝卜素和脂肪酸的聚合物，表面带有的羟基和羧基等官能团为花粉表面进一步化学修饰提供了可能性。中国专利文献CN102874823A公开了一种制备二氧化硅中空微球的工艺方法，该方法以玫瑰花粉粒为生物模板制备二氧化硅中空微球。制备过程首先通过正硅酸四乙酯的水解缩合反应在花粉粒的表面包覆硅凝胶，然后利用高温除去模板，形成介孔二氧化硅中空微球。该方法虽然以花粉为模板来制备二氧化硅，但是得到的产品为中空微球，表面积大大减小，这将使微球的负载能力降低。因此，利用花粉作为模板制备介孔二氧化硅有利于提高其比表面积和负载能力。磁性材料是指铁、钴、镍等过渡金属、金属氧化物及其合金等。当磁性颗粒表现为超顺磁性时，称其为磁珠。目前制备磁珠的方法有高温分解法、共沉淀法、溶解热法、溶胶-凝胶法和微乳液法等。磁珠能在外加磁场的作用下，迅速被磁化，而撤去磁场后无剩磁。磁珠表面修饰特定的靶向基团或抗体后，它能够有效地与靶向分子或细胞结合，施加外磁场后，可以有效地将靶向因子与非靶向因子有效的分离出来。因此磁珠广泛应用于免疫测定，细胞分离，纯化生物大分子以及分子生物识别等。其中材料的表面粗糙度是影响其识别效率的主要因素。目前提高纳米颗粒表面粗糙度的方法主要有喷砂、熔射或者酸碱腐蚀，然而这些方法对技术要求高且有一定危险性。因此，将磁性纳米材料负载到以花粉为模板制备的介孔二氧化硅颗粒中有助于提升磁珠的分离效果和检测水平，在生物分析中具有潜在的应用价值。
技术实现思路
：针对现有技术的不足，本专利技术提供一种利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法。本专利技术的方法达到以下目的：1、二氧化硅颗粒具有大的比表面积，为磁性物质的负载提供了足够的空间，得到的磁性二氧化硅颗粒磁性强，在磁场作用下可以快速被分离。2、花粉模板去除后仍保持花粉的形貌，不破坏花粉的形貌，也非中空结构，得到的产品表面粗糙且具有更高的磁性，在细胞识别、肿瘤靶向等方面具有潜在应用前景。为实现以上目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，包括步骤如下：(1)取花粉用水、乙醇洗涤后，分散于去离子水中，调节pH值至0～6，得花粉悬浮液；(2)向花粉悬浮液中加入硅源前驱体，搅拌均匀，加热反应，利用硅源前驱体在花粉颗粒中的水解并生成二氧化硅完成花粉复型；反应液离心洗涤，干燥；高温煅烧除去花粉，得到花粉形貌的介孔二氧化硅颗粒；(3)将花粉形貌的介孔二氧化硅颗粒分散于乙醇溶液中，得介孔二氧化硅的乙醇分散液，加入金属盐，溶解后加入表面活性剂和有机溶剂，超声搅拌反应；反应后蒸去乙醇，高温回流，离心，高温煅烧，得到磁性介孔二氧化硅颗粒。根据本专利技术优选的，针对不同形貌的花粉模板，步骤(1)中，所述的花粉为菊花、百合、玫瑰、油菜花、合欢树花、南瓜花粉、勿忘我花粉、松花粉、桂花粉或茶花粉中的一种或两种以上组合。进一步优选的，步骤(1)中，所述的花粉为菊花、百合、玫瑰、油菜花、合欢树花或南瓜花粉。最为优选的，步骤(1)中，所述的花粉为菊花或百合花粉。根据本专利技术优选的，步骤(1)中，花粉悬浮液中花粉的浓度的1～50mg/mL；进一步优选的，花粉悬浮液中花粉的浓度的5～20mg/mL。根据本专利技术优选的，步骤(1)中，花粉悬浮液的pH为2～4，采用2mol/L的盐酸溶液调节pH。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述硅源前驱体为四甲氧基硅烷(TMOS)、四乙氧基硅烷(TEOS)或四氯化硅，进一步优选的，所述硅源前驱体为四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷的混合。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，加入硅源前驱体使硅源前驱体的浓度为0.01～1mol/L，进一步优选的，加入硅源前驱体使硅源前驱体的浓度为0.05～0.2mol/L。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，加热反应温度为30～60℃，进一步优选的，反应温度为40～50℃。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，煅烧温度为500～700℃，煅烧时间为2～8h；进一步优选的，煅烧温度为550～650℃；煅烧时间为4～6h。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，乙醇分散液中介孔二氧化硅的浓度为25～150mg/mL；进一步优选的，乙醇分散液中介孔二氧化硅的浓度为50～100mg/mL。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述金属盐为钴离子盐、镍离子盐、三价铁离子盐和二价铁离子盐中的任意一种或者两种以上混合物。进一步优选的，步骤(3)中，所述金属盐为钴离子盐和三价铁离子盐的混合。进一步优选的，步骤(3)中，所述金属盐为硝酸钴和硝酸铁的混合，硝酸钴与硝酸铁的摩尔比为1:2。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，加入金属盐后使金属盐的浓度为0.1～2mol/L；进一步有优选的，加入金属盐后使金属盐的浓度为1～2mol/L。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述表面活性剂为聚氧代乙烯(5)壬基苯基醚(IgepalCO-520)或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123或F127)，加入表面活性剂使表面活性剂浓度为0.01～0.5mol/L。进一步优选的，步骤(3)中，所述表面活性剂为IgepalCO-520，加入表面活性剂使表面活性剂浓度为0.05～0.2mol/L。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述有机溶剂为正辛基醚、乙二胺、乙二醇或二甘醇；进一步优选的，所述有机溶剂为正辛基醚。根据本专利技术优选的，有机溶剂与表面活性剂的体积比为(25-35)：1。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，蒸去乙醇的温度为80～110℃，时间为0.5～2h，高温回流温度为200～350℃，时间为4～10h；进一步优选的，蒸发乙醇的温度为90～100℃，时间为1h，高温回流的温度为250～300℃，时间为5～7h。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述高温煅烧温度为300～800℃，煅烧时间为12～24h；进一步优选的，高温煅烧温度为500～600℃，煅烧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，包括步骤如下：/n(1)取花粉用水、乙醇洗涤后，分散于去离子水中，调节pH值至0～6，得花粉悬浮液；/n(2)向花粉悬浮液中加入硅源前驱体，搅拌均匀，加热反应，利用硅源前驱体在花粉颗粒中的水解并生成二氧化硅完成花粉复型；反应液离心洗涤，干燥；高温煅烧除去花粉，得到花粉形貌的介孔二氧化硅颗粒；/n(3)将花粉形貌的介孔二氧化硅颗粒分散于乙醇溶液中，得到介孔二氧化硅的乙醇分散液，加入金属盐，溶解后加入表面活性剂和有机溶剂，超声搅拌反应；反应后蒸去乙醇，高温回流，离心，高温煅烧，得到磁性介孔二氧化硅颗粒。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，包括步骤如下：
(1)取花粉用水、乙醇洗涤后，分散于去离子水中，调节pH值至0～6，得花粉悬浮液；
(2)向花粉悬浮液中加入硅源前驱体，搅拌均匀，加热反应，利用硅源前驱体在花粉颗粒中的水解并生成二氧化硅完成花粉复型；反应液离心洗涤，干燥；高温煅烧除去花粉，得到花粉形貌的介孔二氧化硅颗粒；
(3)将花粉形貌的介孔二氧化硅颗粒分散于乙醇溶液中，得到介孔二氧化硅的乙醇分散液，加入金属盐，溶解后加入表面活性剂和有机溶剂，超声搅拌反应；反应后蒸去乙醇，高温回流，离心，高温煅烧，得到磁性介孔二氧化硅颗粒。
2.根据权利要求1所述的利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的花粉为菊花、百合、玫瑰、油菜花、合欢树花、南瓜花粉、勿忘我花粉、松花粉、桂花粉或茶花粉中的一种或两种以上组合；优选的，步骤(1)中，所述的花粉为菊花、百合、玫瑰、油菜花、合欢树花或南瓜花粉；最为优选的，步骤(1)中，所述的花粉为菊花或百合花粉。
3.根据权利要求1所述的利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，其特征在于，步骤(1)中，花粉悬浮液中花粉的浓度的1～50mg/mL；进一步优选的，花粉悬浮液中花粉的浓度的5～20mg/mL；花粉悬浮液的pH为2～4，采用2mol/L的盐酸溶液调节pH。
4.根据权利要求1所述的利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅源前驱体为四甲氧基硅烷(TMOS)、四乙氧基硅烷(TEOS)或四氯化硅，进一步优选的，所述硅源前驱体为四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷的混合。
5.根据权利要求1所述的利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，其特征在于，步骤(2)中，加入硅源前驱体使硅源前驱体的浓度为0.01～1mol/L，进一步优选的，加入硅源前驱体使硅源前驱体的浓度为0.05～0.2mol/L。
6.根据权利要求1所述的利用花粉为模板制备磁性介孔二氧化硅颗粒的方法，其特征在于，步骤(2)中，加热反应温度为30～60℃，进一...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔基炜，杨双，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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