一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法，将正硅酸乙酯溶液加入到醇与氨水的混合液中，在20～60℃下反应10‑30min，然后加入正硅酸乙酯和3‑(2‑氨乙基)‑氨丙基三甲氧基硅烷的混合溶液，在20～60℃下反应3‑5h，再加入正硅酸乙酯溶液，在20～60℃下反应2‑4h，得到产物；将产物均匀分散在水中，然后加入氢氟酸水溶液进行刻蚀，得到夹心二氧化硅介孔纳米材料。本发明专利技术中二氧化硅球体的粒径随反应温度的升高而降低，直径分布范围为80～230nm，可以实现对二氧化硅球体粒径的精确控制。由该法得到的夹心二氧化硅纳米球体粒径均一，形貌优良，单分散性良好。
Preparation of mesoporous mesoporous mesoporous mesoporous silica with temperature controlled particle size
【技术实现步骤摘要】
一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法
本专利技术属于二氧化硅纳米材料的制备领域，涉及一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法。
技术介绍
中空介孔二氧化硅纳米材料在很多领域都受到了极大的关注，例如作为纳米级反应器、催化反应、药物载体等，尤其作为载体在药物传输系统中被广泛应用。由于其熔点高、粒径小、空腔大、生物相容性好、安全无毒，可作为靶向药物的载体、药物缓控释放载体、基因传递载体、蛋白多肽类药物载体等。夹心二氧化硅作为一种特殊的核-壳结构的二氧化硅，药物分子可被负载于夹心二氧化硅的孔隙和空腔，能够大大增加药物的装载量并调控其释放行为，因而受到极为广泛的关注。另外，合适尺寸的夹心二氧化硅可以逃逸单核巨噬细胞系统的捕获，提高血液循环时间，并且通过EPR效应在肿瘤中聚集，因此对其粒径的控制就显得极其重要。目前，制备介孔二氧化硅纳米材料的方法有很多，模板辅助法可能是各种中空型介孔纳米材料的典型方法，即利用模板材料固有的尺寸和形状来制备纳米材料，因此对于纳米材料粒径调控的关键就在于原始模板尺寸的控制。WanY,YuS-H等人利用聚丙烯酸(PAA)为模板合成二氧化硅纳米颗粒，通过调节PAA浓度，从而控制模板尺寸合成了直径范围为25～400nm的二氧化硅纳米球体(Wan,Y.；Yu,S.H.,PolyelectrolyteControlledLarge-ScaleSynthesisofHollowSilicaSphereswithTunableSizesandWallThicknesses.J.phys.chem.c112(10),3641-3647.)。C.Baleizao等人对介孔二氧化硅粒径的控制是通过调节模板即柱状胶束组件的胶体稳定性来实现的，以CTAB柱状胶束为模板，氢氧化钠(NaOH)为催化剂，通过改变pH(控制胶束表面电荷)或恒定pH下加盐(调节离子强度和电荷屏蔽)实现了对粒径的精确控制(T.Ribeiro,A.S.Rodrigues,S.Calderon,A.Fidalgo,J.L.M.Goncalves,V.Andre,M.TeresaDuarte,P.J.Ferreira,J.P.S.Farinha,C.Baleizao,Silicananocarrierswithuser-definedprecisediametersbycontrolledtemplateself-assembly,JColloidInterfaceSci,561(2020)609-619.)。尽管通过模板法可以用来调控纳米二氧化硅的粒径，但其依旧存在一些缺陷。例如模板法难以精确控制目标产物的形态和结构，因为溶胶-凝胶过程受到许多参数的影响，而且成本较高，繁琐耗时。因此开发一种成本低廉，条件简单且可以精确控制二氧化硅纳米材料粒径的方法亟待解决，以弥补二氧化硅在生物医药领域应用时粒径难以控制的缺陷。与上述技术相比，自模板法被认为是一种有效的和流行的技术。自L.Li,F.Tang,S.Qi利用硅基材料之间的差异形成具有空腔结构的二氧化硅以来(D.Chen,L.Li,F.Tang,S.Qi,FacileandScalableSynthesisofTailoredSilica“Nanorattle”Structures,AdvancedMaterials,21(2009)3804-3807.)，自模板法被越多的用来制备具有中空/夹心结构的二氧化硅纳米颗粒，从而有效避免了模板方法的一些固有缺点。反应温度作为自模板法二氧化硅纳米颗粒形成过程中的一个关键因素，其对二氧化硅纳米颗粒的成核和生长过程不可忽略，进而直接影响二氧化硅纳米球体的粒径。因此，寻找一种可由温度直接调控夹心二氧化硅纳米球体粒径的制备方法是十分有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题的不足，提供一种操作简单、合成条件易于控制、合成成本低廉的可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法，在不改变其它反应条件下，通过简单的调控反应温度25～55℃下来制造一种具有较大比表面积、良好单分散性、尺寸分布范围大，且尺寸可人为控制、可规模化生产的夹心二氧化硅。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将正硅酸乙酯溶液加入到醇与氨水的混合液中，在20～60℃下反应10-30min形成种子溶液；(2)向种子溶液中加入正硅酸乙酯和3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷的混合溶液，在20～60℃下反应3-5h形成中间有机硅层；(3)向中间有机硅层中加入正硅酸乙酯溶液，在20～60℃下反应2-4h形成壳层，最后离心、洗涤，冻干，得到实心二氧化硅纳米材料；(4)将实心二氧化硅纳米材料均匀分散在水中得到白色悬浮液，然后加入氢氟酸水溶液进行刻蚀，刻蚀结束后，离心，洗涤，冻干，得到夹心二氧化硅介孔纳米材料。本专利技术进一步的改进在于，步骤(1)中，正硅酸乙酯溶液与醇与氨水的混合液的体积比为5mL：76mL；正硅酸乙酯溶液通过以下过程制得：将正硅酸乙酯加入到乙醇中制得；正硅酸乙酯溶液的浓度为0.45～0.89mol/L。本专利技术进一步的改进在于，步骤(1)中，醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇与正丁醇中的一种或多种。本专利技术进一步的改进在于，步骤(1)中，醇与氨水的体积比为3∶1～5∶1，氨水的浓度为25～28wt％。本专利技术进一步的改进在于，步骤(2)中，正硅酸乙酯和3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷的混合溶液与步骤(1)中的正硅酸乙酯溶液的体积比为20:5。本专利技术进一步的改进在于，步骤(2)中，正硅酸乙酯和3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷的混合溶液中正硅酸乙酯和3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷的体积比为15∶1～30∶1。本专利技术进一步的改进在于，步骤(3)中，正硅酸乙酯溶液通过以下过程制得：将正硅酸乙酯加入到乙醇中制得；正硅酸乙酯溶液的浓度为0.45～0.89mol/L；步骤(3)中的正硅酸乙酯溶液与步骤(1)中的正硅酸乙酯溶液的体积比为1:1。本专利技术进一步的改进在于，白色悬浮液的浓度为2～5mg/mL。本专利技术进一步的改进在于，步骤(4)中，氢氟酸水溶液的质量浓度为5％，每1mg实心二氧化硅纳米材料，氢氟酸水溶液用量为5～10uL。本专利技术进一步的改进在于，步骤(4)中，刻蚀时间为15～30min。与现有技术相比，本专利技术技术具有以下有益效果：本专利技术以乙醇为溶剂，用氨水催化正硅酸四乙酯(TEOS)水解，首先正硅酸四乙酯(TEOS)经过水解缩合反应形成二氧化硅核，然后有机硅烷3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷(TSD)与正硅酸四乙酯(TEOS)发生缩合反应并在内核表面形成中间杂化层，最后正硅酸四乙酯(TEOS)在杂化层表面缩合形成外壳进而形成独特的有机-无机杂化二氧化硅“三明治”结构。最终利用氢氟酸的选择性刻蚀作用，对中间层进行刻蚀，形成夹心二氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将正硅酸乙酯溶液加入到醇与氨水的混合液中，在20～60℃下反应10-30min形成种子溶液；/n(2)向种子溶液中加入正硅酸乙酯和3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷的混合溶液，在20～60℃下反应3-5h形成中间有机硅层；/n(3)向中间有机硅层中加入正硅酸乙酯溶液，在20～60℃下反应2-4h形成壳层，最后离心、洗涤，冻干，得到实心二氧化硅纳米材料；/n(4)将实心二氧化硅纳米材料均匀分散在水中得到白色悬浮液，然后加入氢氟酸水溶液进行刻蚀，刻蚀结束后，离心，洗涤，冻干，得到夹心二氧化硅介孔纳米材料。/n
【技术特征摘要】
1.一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯溶液加入到醇与氨水的混合液中，在20～60℃下反应10-30min形成种子溶液；
(2)向种子溶液中加入正硅酸乙酯和3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷的混合溶液，在20～60℃下反应3-5h形成中间有机硅层；
(3)向中间有机硅层中加入正硅酸乙酯溶液，在20～60℃下反应2-4h形成壳层，最后离心、洗涤，冻干，得到实心二氧化硅纳米材料；
(4)将实心二氧化硅纳米材料均匀分散在水中得到白色悬浮液，然后加入氢氟酸水溶液进行刻蚀，刻蚀结束后，离心，洗涤，冻干，得到夹心二氧化硅介孔纳米材料。
2.根据权利要求1所述的一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，正硅酸乙酯溶液与醇与氨水的混合液的体积比为5mL：76mL；正硅酸乙酯溶液通过以下过程制得：将正硅酸乙酯加入到乙醇中制得；正硅酸乙酯溶液的浓度为0.45～0.89mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇与正丁醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种可温度调控粒径的夹心二氧化硅介孔纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，醇与氨水的体积比为3∶1～5∶1，氨水的浓度为25～28wt％。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：温惠云，闫宇斌，蒋萌，万凯凯，彭佳佳，薛伟明，黄赛朋，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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