一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料及其制备方法和应用，涉及纳米材料领域。包括将六水硝酸铈和氨水在水溶液中混合搅拌以形成CeO2NPs溶液，调节pH为9

【技术实现步骤摘要】
一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料领域，尤其涉及一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前合成CeO2的方法有很多，例如沉淀法是将沉淀剂加入到含有金属盐离子溶液中，发生沉淀反应，经过层层过滤，载通过高温煅烧，最终得到纳米级氧化物。但是，这种合成方法，产率低，耗能大，与经济环保的时代主题相违背。合成二氧化硅微球也有很多方法，例如气相法的硅源是四氯化硅，在具备氧气和氢气的条件下，通过高温使四氯化硅分解，制备出的纳米二氧化硅的特点是密度低、孔径密集、分散性良好。但是，这种方法对实验条件要求比较严格，而且产率很低，还具备危险性。沉淀法的硅源是硅酸盐，首先需要酸化，然后对产物进行煅烧从而制备二氧化硅微球，但是此方法制备的微球需要煅烧、产率低、分散性比较差。目前应用的这些合成纳米二氧化硅微球的技术，都存在着一定的缺点，大部分需要高温煅烧，而且产率低，并不符合当代绿色科学的主题。
[0003]此外，目前CeO2纳米材料的理化性能稳定性不足，在不同生理环境中存在降解或抗氧能力降低的情况，限制了材料的应用领域。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料及其制备方法和应用，以温和的实验方法合成稳定性高且抗氧化性能优越的纳米材料。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术目的之一提供了一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)将六水硝酸铈和氨水加入水溶液中混合，混合物搅拌在8h以上，以形成CeO
2 NPs溶液；
[0007](2)当合成CeO2NPs溶液后，调节pH为9
‑
10；
[0008](3)处理CeO2NPs核心时加入有机溶剂，并滴加含十六烷基三甲基溴化铵的有机溶液，随后加入含硅酸乙酯的有机溶剂，获得混合体系，并且搅拌在8h以上，最终得到单分散的CeO2@SiO2复合材料；
[0009](4)用硝酸铵溶液洗涤纳米复合材料以去除十六烷基三甲基溴化铵，离心得到二氧化硅包裹二氧化铈纳米复合材料。
[0010]作为优选方案，在步骤(1)中，混合物中六水硝酸铈的终浓度为9
‑
11mmol/L，氢氧化铵终浓度为0.15
‑
0.20mol/L。
[0011]作为优选方案，在步骤(2)中，采用氨水调节pH。
[0012]作为优选方案，在步骤(3)中，所述有机溶剂为乙醇，乙醇与水的体积比为1：4。
[0013]作为优选方案，在步骤(3)中，混合体系中CeO2NPs和十六烷基三甲基溴化铵的质
量比为(1
‑
2)：3。
[0014]作为优选方案，在步骤(3)中，所述硅酸乙酯为正硅酸四乙酯，混合体系中正硅酸四乙酯和十六烷基三甲基溴化铵的体积比为(2
‑
4)：1。
[0015]作为优选方案，在步骤(1)中，所述CeO2NPs溶液中CeO2NPs的浓度为1
‑
2mg/mL；在步骤(3)中，所述混合体系中CeO
2 NPs的浓度为0.4
‑
0.7mg/mL。
[0016]作为优选方案，在步骤(3)中，所述含十六烷基三甲基溴化铵的有机溶液包括质量比为3：(50
‑
100)：(10
‑
30)的十六烷基三甲基溴化铵、水和有机溶剂；所述含硅酸乙酯的有机溶剂包括体积比为1：(3
‑
5)的硅酸乙酯和有机溶剂。
[0017]通过采用上述浓度范围的参数组分，使合成的纳米粒子抗氧化性能、稳定性能达到最优，且纳米粒子的载药性能也最佳。
[0018]为了解决上述技术问题，本专利技术目的之二提供了一种采用上述制备方法获得的新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料。
[0019]为了解决上述技术问题，本专利技术目的之三提供了一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料在医药载药领域中的应用。
[0020]相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：
[0021]1、本专利技术选用二氧化硅包裹二氧化铈来研究纳米材料在生理环境中的理化性质的变化以及抗氧化活性，二氧化硅属于介孔材料，其可以提供材料稳定性的同时不影响二氧化铈的理化性质，相比于纯二氧化铈纳米材料，本申请复合纳米材料的粒径在不同生理环境中长时间内保持稳定，且抗氧化性能优越。
[0022]2、本专利技术采用温和的方法即可获得二氧化硅微球，并不需要高温煅烧或者酸化处理,绿色环保且危险性低，使用的硅源是硅酸乙酯，在CTAB和有机溶剂存在的条件下搅拌8h以上，之后去除CTAB，就可以在二氧化铈表面生成纳米二氧化硅微球，合成过程中不需要仪器的辅助。
附图说明
[0023]图1：为本专利技术实施例1中CeO2@SiO2纳米复合材料经水分散后的UV数据结果；
[0024]图2：为本专利技术实施例1中CeO2@SiO2纳米复合材料经水分散后的DLS结果；
[0025]图3:为本专利技术对比例1中CeO2@SiO2纳米复合材料经水分散后的DLS结果；
[0026]图4：为本专利技术对比例2中CeO2@SiO2纳米复合材料经水分散后的DLS结果；
[0027]图5：为本专利技术实施例1中CeO2@SiO2纳米复合材料经水分散后的TEM图；
[0028]图6：为本专利技术对比例1中CeO2@SiO2纳米复合材料经水分散后的TEM图；
[0029]图7；为本专利技术对比例2中CeO2@SiO2纳米复合材料经水分散后的TEM图；
[0030]图8：为本专利技术实施例1中CeO2@SiO2纳米复合材料的Mapping图；
[0031]图9：为本专利技术实施例1中CeO2和CeO2@SiO2纳米复合材料在口腔液中不同时间段的UV结果(注：左
‑
CeO2；右
‑
CeO2@SiO2)；
[0032]图10：为本专利技术实施例1中CeO2和CeO2@SiO2纳米复合材料在胃液中不同时间段的UV结果(注：左
‑
CeO2；右
‑
CeO2@SiO2)；
[0033]图11：为本专利技术实施例1中CeO2和CeO2@SiO2纳米复合材料在肠液中不同时间段的UV结果(注：左
‑
CeO2；右
‑
CeO2@SiO2)；
[0034]图12：为本专利技术实施例1中CeO2和CeO2@SiO2纳米复合材料在肺液中不同时间段的UV结果(注：左
‑
CeO2；右
‑
CeO2@SiO2)；
[0035]图13：为本专利技术实施例1中CeO2和CeO2@SiO2纳米复合材料在细胞培养液中不同时间段的UV结果(注：左
‑
CeO2；右
‑
CeO2@SiO2)；
[0036]图14：为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将六水硝酸铈和氨水加入水溶液中混合，混合物搅拌在8h以上，以形成CeO
2 NPs溶液；(2)当合成CeO
2 NPs溶液后，调节pH为9
‑
10；(3)处理CeO2NPs核心时加入有机溶剂，并滴加含十六烷基三甲基溴化铵的有机溶液，随后加入含硅酸乙酯的有机溶剂，获得混合体系，并且搅拌在8h以上，最终得到单分散的CeO2@SiO2复合材料；(4)用硝酸铵溶液洗涤纳米复合材料以去除十六烷基三甲基溴化铵，离心得到二氧化硅包裹二氧化铈纳米复合材料。2.如权利要求1所述的一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，混合物中六水硝酸铈的终浓度为9
‑
11mmol/L，氨水终浓度为0.15
‑
0.20mol/L。3.如权利要求1所述的一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，采用氨水调节pH。4.如权利要求1所述的一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述有机溶剂为乙醇，乙醇与水的体积比为1：4。5.如权利要求1所述的一种新型二氧化硅包裹二氧化铈纳米材料的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，混合体系中CeO
2 NPs和...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡萨尔斯梅卡达尔埃乌达尔，张旭，张宇萍，唐洁，曾牡玲，林轶超，郭东东，居世杰，刘兴菲，
申请(专利权)人：侨欧江门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：