一种二氧化硅包封的载物介孔硅及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种二氧化硅包封的载物介孔硅及其制备方法和应用，属于化学材料技术领域，包括介孔硅、负载物和二氧化硅层，其中，负载物负载在介孔硅的孔隙内，外表面包封厚度≥10nm的实体二氧化硅层，所述介孔硅粒径大于150nm。本发明专利技术通过将有机或无机物负载在介孔硅的孔隙内，外表面包封实体二氧化硅层，制备出的硅球，在发挥和促进负载物的功能性的同时，提供很好的阻隔作用，防止负载物及其所产生的有害物质的释放，降低危害，提高使用安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅包封的载物介孔硅及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于化学材料
，更具体的说是涉及一种二氧化硅包封的载物介孔硅及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]一些光、热及对外界环境刺激响应性或敏感性的物质，在应用过程中容易受到环境因素的影响稳定性下降，或者产生有害物质对环境和人体造成危害，限制其应用。如紫外屏蔽或吸收剂，常用来制备防晒产品用于人体皮肤紫外线防护。但有机紫外吸收剂如二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯(DHHB)、3
‑
二苯基丙烯酸异辛酯(OCT)、1
‑
(4
‑
叔丁基苯基)
‑3‑
(4
‑
甲氧基苯基)丙烷
‑
1,3
‑
二酮(AVO)、乙基己基三嗪酮(UVT
‑
150)、双
‑
乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪(S)等有向皮肤内渗透、引发内分泌紊乱、导致生殖能力受损等健康风险。而无机紫外吸收剂如纳米二氧化钛(TiO2)、二氧化铈(CeO2)、氧化锌(ZnO)等会在紫外光的照射下产生活性氧(ROS)，活性氧会破坏细胞结构，或降解有机物为小分子进而损害细胞或人体。
[0003]为了提供全波段紫外线辐射的防护，防晒产品通常会将几种有机紫外吸收剂与无机紫外吸收剂复配使用，以结合不同的屏蔽范围。然而，不同紫外吸收剂之间的相互影响限制了它们的联合使用。例如，无机紫外吸收剂的光催化作用可能导致体系内有机紫外吸收剂及其他有机物的分解，从而导致紫外线防护效果的损失以及易经皮渗透小分子有机物的产生。为了提高紫外吸收剂的兼容性、安全性和防晒效果，人们采用了多种方法，包括将有机吸收剂接枝到无机吸收剂上、将吸收剂负载进纳米粒中、在吸收剂粒子表面涂覆聚合物或无机物质等。然而，这些方法仍然存在诸多问题，如有机物质与无机吸收剂接触时会被催化分解，而聚合物包载紫外吸收剂形成的纳米粒子，仅仅延缓有机吸收剂的释放，仍不能阻止其皮肤渗透导致的毒副作用。介孔二氧化硅(简称介孔硅)因其良好的生物相容性、热和化学稳定性，以及可控的粒径和多孔结构，已被广泛应用于负载紫外线吸收剂，但介孔硅的负载仍存在有机吸收剂的泄露，以及无法屏蔽金属氧化物的光催化作用对有机成分的分解等安全性问题。此外一些需要隔水、防泄漏的有机阻燃剂、染料等，也需要适宜的技术解决应用中存在的问题。
[0004]针对防晒剂、阻燃剂等应用存在的上述问题，本专利技术提供一种二氧化硅包封的载物介孔硅及其制备方法，通过将这些有机或无机物负载在介孔硅的孔隙内，外表面包封实体二氧化硅层，提供新型安全的技术及产品。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种二氧化硅包封的载物介孔硅及其制备方法和应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种二氧化硅包封的载物介孔硅，包括介孔硅、负载物和二氧化硅层，其中，负载物负载在介孔硅的孔隙内，外表面包封厚度≥10nm的实体二氧化硅层，上述介孔硅粒径大
于150nm。
[0008]进一步，上述介孔硅带有活性基团氨基、硅羟基或多巴胺。
[0009]采用上述进一步技术方案的有益效果：介孔硅被进行表面活化，有利于物质的稳定负载。
[0010]进一步，上述二氧化硅层被表面功能修饰。
[0011]采用上述进一步技术方案的有益效果：提高二氧化硅包封的载物介孔硅使用功能性，如分散性、与其它组分的相容性等。
[0012]进一步，上述负载物为无机纳米粒或从溶液中干燥析出的有机物或无机物固体。
[0013]进一步，上述无机纳米粒或无机物固体为金属、金属氧化物或非金属无机物中的一种或几种。
[0014]进一步，上述金属为银和/或金；上述金属氧化物为二氧化钛、氧化锌或氧化铈中的一种或几种；上述非金属无机物为碳点和/或无机钙钛矿纳米晶。
[0015]进一步，上述金属氧化物为无机防晒剂。
[0016]采用上述进一步技术方案的有益效果：金属氧化物纳米粒具有较好的紫外光屏蔽作用，是典型的无机紫外防晒剂，但它们强的光催化作用、光催化作用产生的活性氧强的氧化性会对周围环境有机物产生氧化降解作用，尤其是会经皮肤渗透到人体内，造成细胞损伤等伤害。介孔硅负载后用实体硅层包封，可以阻隔自由基的释放，阻止对人体和环境的危害，提高使用的安全性。
[0017]进一步，上述有机物为水不溶的有机物。
[0018]采用上述进一步技术方案的有益效果：因为水不溶有机物较利于硅层的包封，在硅层包封过程中不会因为水溶性而从介孔硅内流失。
[0019]进一步，上述水不溶的有机物为有机防晒剂。
[0020]进一步，上述有机防晒剂为二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯(DHHB)、1
‑
(4
‑
叔丁基苯基)
‑3‑
(4
‑
甲氧基苯基)丙烷
‑
1,3
‑
二酮(AVO)、乙基己基三嗪酮(UVT
‑
150)3
‑
二苯基丙烯酸异辛酯(OCT)或双
‑
乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪(S)中的一种或几种的混合物。
[0021]采用上述进一步技术方案的有益效果：上述有机防晒剂容易经皮肤渗透到体内以及流失到环境中，造成危害。采用本专利技术技术，介孔硅负载和硅层的包封，可以有效阻止有机防晒剂的释放和皮肤渗透，同时还可提高这些防晒剂的光稳定性，提高抗紫外效果和时效。
[0022]进一步，上述介孔硅粒径为150nm
‑
5μm。
[0023]采用上述进一步技术方案的有益效果：既有利于紫外光的屏蔽作用，又避免介孔硅的皮肤渗透，也利于防晒霜、防晒乳、喷剂等防晒产品的配制和应用。粒径过大，分散性以及流动性差，影响防晒产品的配制和应用，粒径过小，粒子会渗透到皮肤中，造成伤害。
[0024]进一步，上述无机防晒剂或有机防晒剂的负载量占载物介孔硅质量的10～50％。
[0025]进一步，上述有机防晒剂或无机防晒剂负载在介孔硅的孔隙内，外表面包封厚度大于20nm的实体二氧化硅层。
[0026]采用上述进一步技术方案的有益效果：保证硅层的机械稳定性，长效阻隔包载物及其反应产物的释放。
[0027]本专利技术还提供一种上述二氧化硅包封的载物介孔硅的制备方法，包括以下步骤：
[0028](1)采用原位负载的方法制备载物介孔硅，包括以下步骤：
[0029]将介孔硅和前驱体分散在溶剂中，或将介孔硅分散在溶剂中，加入前驱体，或将前驱体分散在溶剂中，加入介孔硅；搅拌，离心，洗涤，干燥，高温煅烧，得到负载无机纳米粒的载物介孔硅；
[0030]或，将介孔硅和前驱体分散在溶剂中，搅拌，然后高温蒸发溶剂直至蒸发完全，最后高温煅烧，得到负载无机纳米粒的载物介孔硅；
[0031]或，将介孔硅分散在溶剂中，加入前驱体，搅拌，向反应液中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅包封的载物介孔硅，其特征在于，包括介孔硅、负载物和二氧化硅层，其中，负载物负载在介孔硅的孔隙内，外表面包封厚度≥10nm的实体二氧化硅层，所述介孔硅粒径大于150nm。2.根据权利要求1所述一种二氧化硅包封的载物介孔硅，其特征在于，所述负载物为无机纳米粒或从溶液中干燥析出的有机物或无机物固体。3.根据权利要求2所述一种二氧化硅包封的载物介孔硅，其特征在于，所述无机纳米粒或无机物固体为金属、金属氧化物或非金属无机物中的一种或几种。4.根据权利要求3所述一种二氧化硅包封的载物介孔硅，其特征在于，所述金属氧化物为无机防晒剂。5.根据权利要求2所述一种二氧化硅包封的载物介孔硅，其特征在于，所述有机物为水不溶的有机物。6.根据权利要求5所述一种二氧化硅包封的载物介孔硅，其特征在于，所述水不溶的有机物为有机防晒剂。7.根据权利要求4或6所述一种二氧化硅包封的载物介孔硅，其特征在于，所述无机防晒剂或有机防晒剂的负载量占载物介孔硅质量的10～50％。8.一种权利要求1
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7任一项所述二氧化硅包封的载物介孔硅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用原位负载的方法制备载物介孔硅，包括以下步骤：将介孔硅和前驱体分散在溶剂中，或将介孔硅分散在溶剂中，加入前驱体，或将前驱体分散在溶剂中，加入介孔硅；搅拌，离心，洗涤，干燥，高温煅烧，得到负载无机纳米粒的载物介孔硅；或，将介孔硅和前驱体分散在溶剂中，搅拌，然后高温蒸发溶剂直至蒸发完...

【专利技术属性】
技术研发人员：董岸杰，马晴，李双阳，周参豪，荣辉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：