專利名稱：一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明涉及一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法，具體為一種磁性 無機(jī)納米顆粒/中空介孔二氧化硅球的復(fù)合的制備方法。屬于先進(jìn)納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁性納米粒子作為一種重要的納米材料，以其特殊的磁性能，在眾多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng) 用前景，這些應(yīng)用大多數(shù)要求磁性粒子具有化學(xué)穩(wěn)定性、均一的粒子尺寸、以及在液相中良 好的分散性。由于磁性納米粒子具有高比表面能，以及粒子各向異性的偶極距作用從而很容 易團(tuán)聚。有些磁性粒子如Fe、 Fe304很容易被氧化成Y-Fe203，從而導(dǎo)致粒子發(fā)生聚集和沉 淀，不能形成穩(wěn)定的分散體系，使其應(yīng)用受到極大限制。因而常常要對磁性粒子進(jìn)行包覆以 降低粒子的表面能并通過空阻或靜電斥力提高粒子的分散性。常見的以下幾種物質(zhì)可作為核 殼磁性材料的外殼:有機(jī)小分子、有機(jī)高分子、Si02和其它無機(jī)材料。而介孔二氧化硅相對 于傳統(tǒng)的二氧化硅材料而言，具有更高的比表面積，因此在分離吸附，催化，藥物緩釋等領(lǐng) 域有著廣闊的應(yīng)用前景。因此磁性無機(jī)納米顆粒/中空介孔二氧化硅球的復(fù)合材料將能同時(shí) 具備磁性材料和介孔材料的優(yōu)勢，在分離吸附和藥物定點(diǎn)緩釋方面具備更加廣闊的應(yīng)用前
學(xué)
但是到目前為止，已報(bào)道的合成工藝均是先合成磁性顆粒再在顆粒外包覆介孔材料或先 合成中空介孔球再在其中填充磁性材料，這就使得工藝繁瑣，耗時(shí)。并且已報(bào)道的磁性無機(jī) 納米顆粒/中空介孔二氧化硅球的復(fù)合都是將磁性材料填充在中空介孔二氧化硅球的空腔 內(nèi)。這就使得如果這種材料應(yīng)用于藥物緩釋，則每個(gè)顆粒的藥物負(fù)載量將顯著減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法，以克 服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
本發(fā)明一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法，其技術(shù)方案為以磁 性納米顆粒作為種子顆粒，通過控制這種磁性顆粒在堿性水溶液中的濃度和顆粒大小，使得
3中空介孔二氧化硅球在這種堿性水溶液形成過程中把一個(gè)或數(shù)個(gè)磁性顆粒包覆在介孔球壁 內(nèi)而非進(jìn)入中空介孔二氧化硅球的空腔。
本發(fā)明所述的一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法，具體制備過程 如下.-
(1) 、.配制兩種反應(yīng)液
A液為硅源、醇和表面活性劑的混合液；即將0.05 2 g的十六烷基三甲基溴化銨(CTAB) 溶于12~70ml的乙醇中，攪拌十分鐘充分溶解；而后加入0.5~9 ml的正硅酸乙酯(TEOS) 進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?br> 其中，所述的表面活性劑是指十六垸基三甲基溴化氨；
B液為氨水溶液即0.01~0.4 M的氨水溶液；
(2) 、.配制鐵鹽溶液，使得該鐵鹽溶液的二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子摩爾比為1: 2，將 鐵鹽溶液加入B溶液中，配制成溶膠；其中，鐵鹽溶液和B溶液的體積比為1: 2000 1: 200;
(3) 、把A液加入步驟(2)生成的溶膠中，降低攪拌速度，出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即
過濾；其中，A液和溶膠的體積比為l: 4 h 10;
(4) 、將沉淀物在室溫下干燥后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下60CTC保溫一小時(shí)。 本發(fā)明所述的一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法，具體制備過程
如下-
(1) 、.配制兩種反應(yīng)液
A液為硅源、醇和表面活性劑的混合液；即將0.05 2 g的十六垸基三甲基溴化銨(CTAB) 溶于12 70ml的乙醇中，攪拌十分鐘充分溶解；而后加入0.5 9ml的正硅酸乙酯(TEOS) 進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?br> 其中，所述的表面活性劑是指十六烷基三甲基溴化氨；
B液為氨水溶液即0.01~0.4 M的氨水溶液；
(2) 、配制鐵鹽溶液，使得該鐵鹽溶液的二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子摩爾比為1: 2;將
鐵鹽溶液與步驟(1)中的A液混合，攪拌10 20分鐘;鐵鹽溶液與A液的體積比為1:6 1:100;
(3) 、將步驟(2)所得的混合液快速加入到步驟(1)所得的B液中，降低攪拌速度， 出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即過濾；其中，所述的混合液與B液的體積比為1:5 1:30;
(4) 、將沉淀物在室溫下干燥后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下60(TC保溫一小時(shí)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果本發(fā)明首次將超順磁性的納米鐵氧體粒子鑲嵌在中空介孔二氧化硅球的球壁上。這樣，既保證了單個(gè)中空介孔二氧化硅球內(nèi)有足夠空間附載藥物，又使得具 有磁性。通過控制鐵溶膠的濃度，可以使得每個(gè)中空介孔二氧化硅球的球壁內(nèi)包覆不同數(shù)量 的鐵氧體顆粒，從而達(dá)到控制每個(gè)顆粒磁性強(qiáng)弱的目的。


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圖1所示為按實(shí)施例1工藝制備的磁性中空介孔二氧化硅球，標(biāo)尺50 nm 圖2所示為按實(shí)施例2工藝制備的磁性中空介孔二氧化硅球，標(biāo)尺50 nm 圖3所示為按實(shí)施例3工藝制備的磁性介孔二氧化硅球，標(biāo)尺100 nm 圖4所示為按實(shí)施例4工藝制備的磁性介孔二氧化硅球，標(biāo)尺100 nm 圖5所示為按實(shí)施例1工藝制備的磁性中空介孔二氧化硅球的XRD曲線 圖6所示為按實(shí)施例1工藝制備的磁性中空介孔二氧化硅球和實(shí)施例3工藝制備的磁性介孔 二氧化硅球的氮?dú)馕角€具體實(shí)施方式
-實(shí)施例1
首先配制兩種反應(yīng)液..A液為硅源、醇和表面活性劑，具體參數(shù)為30ml乙醇，3ml正 硅酸乙酯，lgCTAB; B液為0.05M氨水溶液。其次，配制FeCl2與FeCl3摩爾比為1: 2的 溶液，將2ml的鐵鹽溶液加入200mlB溶液中，配制成溶膠。把A液快速加入生成的溶膠 中，降低攪拌速度，3分鐘后出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即過濾。將濾除物室溫干燥后在氮?dú)獗Ｗo(hù) 下60(TC保溫一小時(shí)。最終得到棕色的球壁內(nèi)鑲嵌有磁性Fe304的中空介孔二氧化硅球。如 圖1、 5、 6所示。
實(shí)施例2
首先配制兩種反應(yīng)液A液為硅源、醇和表面活性劑，具體參數(shù)為30ml乙醇，3ml正 硅酸乙酯，lg表面活性劑；B液為0.05 M氨水溶液。其次，配制Fe(N03)2與Fe(N03)3摩爾 比為l: 2的溶液，將2ml的鐵鹽溶液加入200mlB溶液中，配制成溶膠。把A液快速加入 生成的溶膠中，降低攪拌速度，3分鐘后出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即過濾。將濾除物室溫干燥后 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下60(TC保溫一小時(shí)。最終得到棕色的球壁內(nèi)鑲嵌有磁性Fe304的中空介孔二氧 化硅球。改變鐵鹽種類使得球壁內(nèi)鑲嵌有磁性Fe304的中空介孔二氧化硅球具有更好的形貌。 如圖2所示。
實(shí)施例3
首先配制兩種反應(yīng)液A液為硅源、醇和表面活性劑，具體參數(shù)為30ml乙醇，3ml正硅酸乙酯，lgCTAB; B液為0.05M氨水溶液。其次，配制FeCl2與FeCl3摩爾比為1: 2的 溶液，將2ml的鐵鹽溶液加入A溶液中攪拌20分鐘后快速加入到B液中，降低攪拌速度， 3分鐘后出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即過濾。將濾除物室溫干燥后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下60(TC保溫一小時(shí)。 最終得到棕色的空腔內(nèi)填充磁性Fe304的介孔二氧化硅球。如圖3、 6所示。 實(shí)施例4
首先配制兩種反應(yīng)液A液為硅源、醇和表面活性劑，具體參數(shù)為30ml乙醇，3ml正 硅酸乙酯，lgCTAB; B液為0.05 M氨水溶液。其次，配制Fe(N03)2與Fe(N03)3摩爾比為 1: 2的溶液，將2 ml的鐵鹽溶液加入A溶液中攪拌20分鐘后快速加入到B液中，降低攪 拌速度，3分鐘后出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即過濾。將濾除物室溫干燥后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下60(TC保 溫一小時(shí)。最終得到棕色的空腔內(nèi)填充磁性Fe304的介孔二氧化硅球。如圖4所示。
權(quán)利要求
1、一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法，其特征在于該方法的過程如下(1)、配制兩種反應(yīng)液A液為硅源、醇和表面活性劑的混合液；即將0.05～2g的十六烷基三甲基溴化銨溶于12～70ml的乙醇中，攪拌十分鐘充分溶解；而后加入0.5～9ml的正硅酸乙酯進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；其中，所述的表面活性劑是指十六烷基三甲基溴化氨；B液為氨水溶液即0.01～0.4M的氨水溶液；(2)、配制鐵鹽溶液，使得該鐵鹽溶液的二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子摩爾比為1∶2，將鐵鹽溶液加入B溶液中，配制成溶膠；其中，鐵鹽溶液和B溶液的體積比為1∶2000～1200(3)、把A液加入步驟(2)生成的溶膠中，降低攪拌速度，出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即過濾；其中，A液和溶膠的體積比為1∶4～1∶10；(4)、將沉淀物在室溫下干燥后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600℃保溫一小時(shí)，即得成品。
2、 一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法，，其特征在于該方法的 過程如下(1) 、配制兩種反應(yīng)液A液為硅源、醇和表面活性劑的混合液；即將0.05~2 g的十六烷基三甲基溴化銨溶于 12 70ml的乙醇中，攪拌十分鐘充分溶解；而后加入0.5~9 ml的正硅酸乙酯進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?其中，所述的表面活性劑是指十六垸基三甲基溴化氨； B液為氨水溶液即0.01~0.4 M的氨水溶液；(2) 、配制鐵鹽溶液，使得該鐵鹽溶液的二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子摩爾比為1: 2;將鐵鹽溶液與步驟(1)中的A液混合，攪拌10 20分鐘;鐵鹽溶液與A液的體積比為1:6 1:100;G)、將步驟(2)所得的混合液快速加入到步驟(1)所得的B液中，降低攪拌速度， 出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即過濾；其中，所述的混合液與B液的體積比為1:5 1:30;(4)、將沉淀物在室溫下干燥后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600'C保溫一小時(shí)，即得成品。
全文摘要
一種填充中空介孔二氧化硅球的無機(jī)磁性材料的制備方法，過程如下(1)配制兩種反應(yīng)液A液將0.05～2g的十六烷基三甲基溴化銨溶于12～70ml的乙醇中，攪拌十分鐘充分溶解；而后加入0.5～9ml的正硅酸乙酯進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；其中，所述的表面活性劑是指十六烷基三甲基溴化氨；B液為0.01～0.4M的氨水溶液；(2)配制鐵鹽溶液，使該鐵鹽溶液的二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子摩爾比為1∶2，將鐵鹽溶液加入B溶液中，配制成溶膠；鐵鹽溶液和B溶液的體積比為1∶2000～1∶200；(3)把A液加入步驟(2)生成的溶膠中，降低攪拌速度，出現(xiàn)淺黃色沉淀后立即過濾；A液和溶膠的體積比為1∶4～1∶10；(4)將沉淀物在室溫下干燥后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600℃保溫一小時(shí)。
文檔編號(hào)C01B33/18GK101475184SQ20091007638
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者王天民, 胡經(jīng)緯, 楊 郗, 郝維昌 申請人:北京航空航天大學(xué)