一种催化剂吸附技术领域的多面体内部形貌二氧化硅介孔空心球材料的制备方法，先将阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂溶于去离子水中，加入带胺基的碱性硅烷共结构导向剂和有机硅氧烷，经过过滤分离后进行高温焙烧，得到多面体内部形貌二氧化硅介孔空心球材料。本发明专利技术在催化、药物负载及分离、催化剂载体和硬模板法制备其它介孔材料如介孔碳、介孔金属氧化物等领域中有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种催化吸附
的方法，具体是一种多面体内部形貌二氧 化硅介孔空心球材料的制备方法。
技术介绍
介孔空心球形材料，不但具有介孔材料本身的大比表面积、大孔体积、可调的孔结 构、可调的孔径、可以有机基团修饰的表面性质等优势，还具有低密度、高稳定性和良好表 面渗透性的特点，其空心部分可以容纳大量的客体分子，从而产生微观“封装”、“包裹”效 应，使其在化学、生物技术、材料科学领域具有极其广泛的应用前景，如用作药物输运、分子 识别与分离、催化剂、气体吸附剂等。经过对现有技术的检索发现，Science282，1111(1998) ；Langmiur 21， 8180(2005) ；Chem. Mater. 18,2733(2006)报道了通过其它球形材料为硬模版法合成介孔 空心球材料的方法；Science 271,1267(1996) ；Science 282,1302(1998) J. Am. Chem. Soc. 129，14576 (2007)报道了通过形成多层囊泡的方法来形成介孔空心球材料；Science 273,768(1996) ；Nano Lett. 3,609 (2003)报道了用油-水乳液法合成介孔空心球材料的方 法；Chem. Eur. J. 14,5346(2008), Adv. Mater. 14,1414(2002)报道了使用超声产生气泡为 模板合成介孔空心球材料的方法。在这些方法中，合成出的空心球材料结构为无序、二维六 方p6mm或双连续立方Ia_3d结构，不能有效控制孔道的走向和内部的晶面，内外部形貌均 为球形，而晶面排列对材料的性能有重要作用。文献Chem. Mater. 21,612(2009)报道了一 种具有六方内部形貌的空心球，但是由于其二维六方p6mm孔道结构不具有三维通透性而 限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种多面体内部形貌二氧化硅介孔空 心球材料的制备方法，通过使用阴离子表面活性剂作为模板，而添加非离子表面活性剂作 为共模板，从而调节胶束有机/无机界面曲率，使其形成一种多层囊泡的空心球体，而随着 后续的重结晶过程，利用孔道结构的相转变而形成具有立方结构的孔道，从而得到具有多 面体形貌的二氧化硅介孔空心球材料，其内部为多面体，如二十面体、十面体、切掉顶点的 正八面体等。相对以往的技术来说，本专利技术不但合成步骤简便，不需要乳液或高分子球体等 用于合成空心球中空部分的模板，并且材料的球壳上介孔孔道高度有序，有着巨大的孔体 积和比表面积，控制空心球孔道方向和结构组成和内部晶面，改善了空心球的内外通透性。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术先将阴离子表面活性剂与非离子表面 活性剂溶于去离子水中，加入带胺基的碱性硅烷共结构导向剂和有机硅氧烷，经过过滤分 离后进行高温焙烧，得到多面体内部形貌二氧化硅介孔空心球材料。所述的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、带胺基的碱性硅烷、有机硅烷以及 去离子水的摩尔比为1 1.4-1.5 2 15 2330。所述的溶于去离子水是指在50-60°C环境下搅拌溶解于去离子水中。所述的阴离子表面活性剂，其结构式如下权利要求1.一种，其特征在于，先将阴离 子表面活性剂与非离子表面活性剂溶于去离子水中，加入带胺基的碱性硅烷共结构导向剂 和有机硅氧烷，经过过滤分离后进行高温焙烧，得到多面体内部形貌二氧化硅介孔空心球 材料。2.根据权利要求1所述的，其特 征是，所述的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、带胺基的碱性硅烷、有机硅烷以及去 离子水的摩尔比为1 1.4-1.5 2 15 2330。3.根据权利要求1所述的，其特 征是，所述的溶于去离子水是指在50-60°C环境下搅拌溶解于去离子水中。4.根据权利要求1或2所述的， 其特征是，所述的阴离子表面活性剂，其结构式如下5.根据权利要求1或2所述的多面体内部形貌二氧化硅介孔空心球材料的制备 方法，其特征是，所述的非离子表面活性剂为C16H33 (OCH2CH2) 20H、C16H33 (OCH2CH2) 1(10H、 C16H33 (OCH2CH2) 2o。H、C18H37 (OCH2CH2) 20Ηλ C18H37 (OCH2CH2) 10ΟΗ 或 C18H37 (OCH2CH2) 2οΟΗ06.根据权利要求1所述的，其特 征是，所述的共结构导向剂为带胺基的碱性硅烷，其结构式为=(R1O)3Si——R-NH2，其中=R1 为C1-C4直链、分支链烷基或氢原子，R为C1-C4的直链或分支链烷基。7.根据权利要求1或6所述的， 其特征是，所述的共结构导向剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或4-氨 丁基三甲氧基硅烷。8.根据权利要求1所述的，其特 征是，所述的有机硅烷的结构式为=(R1O)m——Si——R，其中m = 2-4的整数、队为C1-C4 的链、分支链烷基或氢原子，R为C1-C4的直链或分支链烷基。9.根据权利要求1或6所述的， 其特征是，所述的有机硅烷为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四异丙氧基硅 烷、四丁氧基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、三甲氧基甲基硅烷或二甲氧基二异丙基硅烷。10.根据权利要求1所述的，其 特征是，所述的高温焙烧是指将制得的材料装入坩锅中，在马弗炉中经6小时升温至在 550°C并保持6小时以去除用于形成介孔孔道的表面活性剂分子。全文摘要一种催化剂吸附
的，先将阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂溶于去离子水中，加入带胺基的碱性硅烷共结构导向剂和有机硅氧烷，经过过滤分离后进行高温焙烧，得到多面体内部形貌二氧化硅介孔空心球材料。本专利技术在催化、药物负载及分离、催化剂载体和硬模板法制备其它介孔材料如介孔碳、介孔金属氧化物等领域中有广泛的应用前景。文档编号C01B33/12GK102101673SQ20111008002公开日2011年6月22日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日专利技术者车顺爱, 韩璐 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多面体内部形貌二氧化硅介孔空心球材料的制备方法，其特征在于，先将阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂溶于去离子水中，加入带胺基的碱性硅烷共结构导向剂和有机硅氧烷，经过过滤分离后进行高温焙烧，得到多面体内部形貌二氧化硅介孔空心球材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：车顺爱，韩璐，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31
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