中空二氧化硅纳米球的制备与应用研究进展

中空二氧化硅纳米球是一种具有单个空腔或多个空腔,直径在纳米级的新型结构材料。目前已开发出多种中空二氧化硅纳米球的制备方法,不同制备方法各具差异性。中空二氧化硅纳米球在医学、保温隔热和光学等多领域中有广泛应用。对模板法、喷雾干燥法、选择性刻蚀法等多种中空二氧化硅纳米球的制备方法及其特点进行了梳理和分析,评价了其优缺点,并探讨了中空二氧化硅纳米球的应用进展。

二氧化硅空心微球的制备及应用研究进展

综述了二氧化硅(SiO_(2))空心微球的制备方法,包括模板法、斯托伯法(stober)制备法、微乳法、高温溶解法、喷雾反应法、超声波法等,对比了不同制备方法的优缺点。介绍了SiO_(2)空心微球在磁性材料、催化、生物医学、光电材料等多个领域的应用及发展前景。

纳米二氧化硅微球表面接枝嵌段聚合物的制备及其在丙烯酸结构胶体系中的性能研究

以二氧化硅微球为模板,将其表面修饰上活性官能团。通过表面引发可控/“活性”自由基聚合,连续引发苯乙烯和甲基丙烯酸2-羟基乙酯聚合,得到表面接枝嵌段聚合物的纳米二氧化硅微球,并对其进行表征。将表面修饰的二氧化硅微球用于丙烯酸结构胶体系,并和未修饰二氧化硅微球的体系进行对比。研究结果表明:通过结构表征证明了目标产物合成成功;将表面修饰的二氧化硅微球用于丙烯酸结构胶体系,聚合物改性的纳米二氧化硅在拉伸强度、断裂伸长率和剪切强度等性能的表现均优于未改性的纳米二氧化硅;纳米二氧化硅在固化体系中具有增强增韧的作用,表面接枝聚合物改性后,其性能表现更优。

纳米磁性空心二氧化硅球的制备及其靶向作用的研究

以官能化二氧化硅微球为模板,采用简单、绿色的方法制备了腔大小和壳厚均匀的磁性空心二氧化硅微球(MHSS)。通过改变[Fe2+]/[Fe3+]的摩尔比和铁盐的摩尔浓度,在SiO2表面沉积磁性颗粒(Fe3O4)。所制得的磁性空心硅球在室温下表现出超顺磁性。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和x射线粉末散射(XRD)对MHSS进行了表征。结果表明,在0.10 M铁盐和2:1 [Fe2+]/[Fe3+]摩尔比条件下制备的MHSS样品具有较大的空腔空间和超顺磁性,内部氨基功能化的MHSS可以用放射性同位素99mTc标记,研究MHSS在体内的磁性靶向分布。这些结果表明MHSS在磁性靶向给药系统中的潜力。

多孔二氧化硅微球复合硅基气凝胶的制备及性能研究

本文利用纳米多孔二氧化硅微球复合优化了有机硅源气凝胶的结构与性能,在一定程度上改善了有机硅气凝胶孔隙尺寸大,隔热性能较差的问题。实验结果表明:二氧化硅微球的引入,细化了气凝胶二次粒子的尺寸,气凝胶骨架由珍珠链状结构转变为紧密堆叠结构,骨架连接强度得到显著增强。得益于这种转变,复合气凝胶表现出优异的力学性能,当压缩应变为80%时,其应力从81.5 kPa增大到175.1 kPa。与此同时,复合气凝胶隔热性能也进一步提升,导热系数从0.0469 Wm^(-1)·K^(-1)下降到了0.0408 Wm^(-1)·K^(-1)。

磁性微米二氧化硅和磁性微米聚苯乙烯微球的制备及表面功能化方法综述

磁性微米二氧化硅微球和磁性聚微米苯乙烯微球由于具备粒径可调控、表面富含官能团、易于磁性分离等优点,在生物医学、污水处理等领域发挥着重要作用,并且随着需求的提升,对微球的粒径等性能要求也越来越高。磁性二氧化硅微球和磁性聚苯乙烯微球由于其优良的性能受到了广泛地研究和关注,本文对磁性微米二氧化硅微米微球的制备、磁性微米聚苯乙烯微米微球的制备以及两种微球的表面功能化方法进行了综述,并介绍了利用微流控技术制备磁性微球新方法,微流控技术有望成为制备性能优良磁性微球的重要方法。

合成方法对Co基介孔二氧化硅纳米球丙烷脱氢性能的影响

以树枝状介孔二氧化硅纳米球为载体、Co为活性组分,分别采用等体积浸渍法、嫁接法和掺杂法制备了含Co介孔二氧化硅纳米球催化剂,利用XRD、SEM、N_(2)吸附-脱附、XPS等方法对催化剂进行表征,考察了催化剂的丙烷脱氢制丙烯的催化活性。实验结果表明,在嫁接法和掺杂法制备的催化剂中,活性组分Co的分散性更好,主要以Co^(2+)形式存在并与载体产生较强的相互作用;掺杂法合成过程简单,催化剂中树枝状介孔二氧化硅纳米球载体的结构保持更完整,催化剂表现出良好的丙烷脱氢活性和稳定性。

功能性二氧化硅微球的制备

考察了正硅酸乙酯、氨水、醇水体积比和反应温度对微球制备的粒径及单分散性影响;制备了粒径180~820 nm可调、形貌均匀的单分散性二氧化硅(SiO_(2))微球。结果表明:随着正硅酸乙酯用量的增大,SiO_(2)微球的粒径逐渐增大;随着氨水用量的增加,SiO_(2)微球的粒径呈先增大后减小的趋势;随着反应温度的升高,SiO_(2)微球的粒径减小;随着醇水体积比的减小,SiO_(2)微球的粒径减小。在此基础上,用3-氨丙基三乙氧基硅烷、戊二酸酐和十八烷基三乙氧基硅烷分别将氨基、羧基和烷基引入到SiO_(2)微球的表面,红外光谱和热分析结果表明,成功制备了功能性SiO_(2)微球。

纳米二氧化硅对微泡沫钻井液体系的影响

【目的】微泡沫钻井液是一种热力学不稳定体系。在复杂的地层环境中,钻井液的稳定性会下降,导致微泡沫钻井液的使用范围受到限制。为了稳定微泡沫钻井液,通常使用稳泡剂来增强泡沫的稳定性。随着对纳米颗粒研究的深入,发现纳米二氧化硅颗粒具有稳定泡沫的作用。本研究通过试验来对纳米二氧化硅颗粒进行研究。【方法】首先,以泡沫半衰期和发泡量为指标来验证纳米二氧化硅对泡沫稳定性的影响。其次,将纳米二氧化硅添加到微泡沫钻井液中,用来研究纳米二氧化硅对微泡沫钻井液性能的影响。【结果】由试验结果可知,纳米二氧化硅能极大增强微泡沫的稳定性,与未添加纳米二氧化硅的表面活性剂溶液相比,添加纳米二氧化硅后的半衰期增加60 min。在微泡沫钻井液中加入纳米二氧化硅后,钻井液的稳定性增加、流变性良好、黏度增加、失水降低。【结论】纳米二氧化硅在增强泡沫稳定性上具有显著作用,将其应用到微泡沫钻井液中,能有效提高钻井液的稳定性,降低钻井液的失水量,从而发挥出钻井液的良好性能。未来可以使用纳米二氧化硅来代替钻井液材料,能有效降低钻井液成本。

磁性二氧化硅纳米线的制备及其对环氧树脂的增韧效果

以反相微乳液法制备的二氧化硅纳米线(SiO_(2)NW)为基础,采用原位化学氧化共沉淀法在二氧化硅纳米线表面生长四氧化三铁,制备了表面负载四氧化三铁的磁性二氧化硅纳米线(SiO_(2)NW@Fe_(3)O_(4))。利用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜研究了SiO_(2)NW和SiO_(2)NW@Fe_(3)O_(4)的结构和形貌。通过机械搅拌和超声分散将SiO_(2)NW@Fe_(3)O_(4)均匀分散在环氧树脂中,在微磁场环境中对环氧树脂进行固化,并对固化后涂层的力学性能进行测试。结果表明:与纯环氧树脂相比,添加磁性二氧化硅纳米线并在微磁场环境中固化后,环氧树脂的拉伸强度、冲击强度和断裂韧性分别提高了59.1%、98.5%和135.0%。磁性二氧化硅纳米线在环氧树脂中向特定方向排列,改善了环氧树脂特定方向的力学性能。

纳米金颗粒@介孔二氧化硅修饰钛种植体促进高糖条件下的成骨分化

背景:微纳米结构改性是钛种植体表面处理的热点研究领域。糖尿病高血糖环境会影响钛种植体与骨组织形成稳定的结合,探索通过表面微纳结构改性来提高钛种植体在高糖环境下的成骨活性是有必要的。目的:观察钛表面纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层对体外高糖条件下成骨分化的影响。方法:分别制备纳米金颗粒悬浮液与介孔二氧化硅,将二者按一定比例混合在去离子水中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液。取钛片,分3组处理:光滑组经过水砂纸打磨处理,纳米管组经过水砂纸打磨处理后采用阳极氧化技术制备二氧化钛纳米管涂层,实验组制备二氧化钛纳米管涂层后浸泡于纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层,表征3组钛片表面的微观形貌、亲水性。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,通过细胞活/死荧光染色及CCK-8实验检测细胞增殖,DAPI/鬼笔环肽染色检测细胞黏附。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,加入高糖成骨诱导培养基培养,通过碱性磷酸酶与茜素红S染色检测成骨分化。结果与结论:(1)扫描电镜下可见光滑组钛片表面均匀平坦,纳米管组钛片表面排列紧密的二氧化钛纳米管阵列,实验组钛片在二氧化钛纳米管表面及内部均负载纳米金颗粒@介孔二氧化硅;纳米管组、实验组钛片亲水性均优于光滑组。(2)细胞活/死荧光染色结果显示,3组钛片表面的细胞活力均高于90%;CCK-8实验结果显示,实验组细胞增殖率高于光滑组、纳米管组;DAPI/鬼笔环肽染色结果显示,二氧化钛纳米管涂层、纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层更有利于细胞黏附。(3)碱性磷酸酶与茜素红S染色结果显示,实验组钛片表面细胞碱性磷酸酶活性与细胞外基质矿化程度均高于光滑组、纳米管组。(4)结果表明,纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层可增强钛表面生物活性,促进高糖环境下的成骨分化。

负载甲维盐介孔二氧化硅纳米球的制备及其对松材线虫的毒力性能

为了制备一种对松材线虫具有高毒力的负载甲维盐介孔二氧化硅纳米球(EB@MSN),采用一锅溶胶-凝胶法制备EB@MSN,利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和氮气吸附-脱附等温线等方法对载药纳米球的结构及形貌进行表征;并通过分光光度法、热重分析(TGA)和模拟释放实验等方法研究EB@MSN的载药量以及释药性能;最后通过浸虫法研究EB@MSN对松材线虫的毒力,并结合荧光探针技术探究EB@MSN对松材线虫的作用机理。EB@MSN为规则的介孔结构纳米球,比表面积为99.567 m^(2)/g,总孔容为0.3999 cm^(3)/g,平均粒径约为55 nm,EB@MSN的最大载药率为44.16%,模拟释放实验表明,EB@MSN存在一定药物缓释功能,对松材线虫的毒力效果提升至EB的2.5倍,LC 50为17.570 mg/L,荧光探针显示其主要通过提升药物在水中的分散性和线虫体表富集提升对松材线虫的毒力效果。纳米载体MSN通过小尺寸与大比表面效应扩大与靶标的接触面积,明显提高EB对松材线虫的毒力效果,本研究成果为开发高效杀线甲维盐制剂、减少农药使用量和提高农药利用率提供重要基础。

PEI改性多孔二氧化硅微球的制备及其对巴豆醛的吸附性能研究

以十二胺(DA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂,制备具有不同孔径的多孔二氧化硅微球,然后采用聚乙烯亚胺(PEI)对微球进行改性制得复合材料,探究其对卷烟主流烟气中巴豆醛的选择性吸附性能。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、热失重(TG)和低温氮气吸脱附等方法探究材料的组成、形貌和结构,并结合动态重量法(DVS)、吸附动力学模拟以及卷烟抽吸实验对其吸附性能进行研究。研究结果表明,合成的二氧化硅微球具有均匀的介孔结构,且随着PVP分子量的增大,微球孔径逐渐增大;经PEI改性后,二氧化硅载体材料表面及部分孔道被PEI所覆盖,导致复合材料的孔容、比表面积以及孔径均有所减小;巴豆醛在复合材料上的吸附符合拟二级动力学,且受颗粒内扩散作用影响。与对照品相比,复合材料对主流烟气中的巴豆醛的选择性去除率达到18.5%。

中空二氧化硅微球的制备研究进展

介绍了中空二氧化硅微球的特质及其制备方法。重点介绍了模板法(包括硬模板、软模板、双模板以及自模板法)和喷雾干燥法的研究应用进展以及这些方法的优缺点,并借此对中空二氧化硅微球的研究前景进行了展望。

以聚合物乳胶为模板经表面引发原子转移自由基聚合制备空心二氧化硅纳米微球

Hollow silica nanospheres were synthesized by silyl functionalized poly(vinyl benzyl chloride)(PVBC) latex nanoparticles via surface-initiated atom transfer radical polymerization(ATRP) of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate(TMSPM),followed by polycondensation with tetraethoxysi-lane(TEOS) in the ethanol-ammonia and removal of the PVBC cores by thermal decomposition.Transmission electron microscopy(TEM) were used to characterize the intermediate products and the hollow nanospheres.

二氧化硅微球包膜抗凝冰剂的制备及其性能研究

为了增强抗凝冰剂的缓释效果、延长其使用寿命,用Stöber法制备二氧化硅微球包覆乙酸镁,得到包膜型非氯盐环保抗凝冰剂。将抗凝冰剂加入沥青混合料,用水煮法、单轴静载蠕变试验和低温弯曲实验测试水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性。当抗凝冰剂等体积替换6%的0~0.075 mm的集料时,混合料的强度和性能符合要求且缓释效果最好。

二氧化硅/壳聚糖复合微球的制备及性能

通过溶胶-凝胶法制备出3种不同粒径的SiO_(2)微球,利用扫描电镜分析了微球的粒径分布情况,SiO_(2)微球粒径分别在140nm、208nm、336nm左右,在一定范围内,硅球的粒径随正硅酸四乙酯(TEOS)/氨水的添加量增加而增大。选取粒径在336nm左右的SiO_(2)微球,使用硅烷偶联剂3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)将壳聚糖(CS)接枝在SiO_(2)微球上,得到SiO_(2)@CS复合微球。通过红外光谱分析、X射线衍射等对微球进行了表征。接枝CS后对SiO_(2)微球的结晶特性没有影响,微球仍为无定形晶体。元素分析结果表明CS的接枝量为1.03%。使用振荡法进行抗菌测试,SiO_(2)@CS复合微球对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coil)的抑菌率分别为85.52%和47.14%,表明复合微球有一定的抗菌效果。

单分散纳米二氧化硅微球的制备及羧基化改性

采用改进工艺条件的Stber法制备纳米SiO2微球。用场发射扫描电镜(FESEM)分析了纳米二氧化硅的形貌、粒径。结果表明,通过温度梯度法和控制氨水浓度变化制备出高圆度、单分散、粒径可控的纳米级二氧化硅微球。用KH-550硅烷偶联剂和丁二酸酐对纳米二氧化硅表面羧基化改性。采用X射线能谱仪(EDS)、热重(TGA)、傅里叶红外(FTIR)等手段对改性后纳米二氧化硅的结构、元素种类及含量进行了表征。结果表明,纳米二氧化硅表面成功接枝了羧基官能团。

纳米二氧化硅微球的应用及制备进展

纳米二氧化硅微球在电子、光学器件、化学生物芯片、催化等领域有着广泛的应用。本文综述了近几年纳米二氧化硅微球几种制备方法,例如:溶胶-凝胶法、模板法、沉淀法、超重力法、微乳液法等,并对这些工艺方法的优缺点做了简单评述,最后对二氧化硅的应用前景进行了展望。

中空纳米二氧化硅微球的制备及表征

本文介绍了一种制备中空纳米二氧化硅微球的新方法。利用模板首先合成介孔纳米二氧化硅微球,再用水热反应法,成功制备了非功能化和巯基、氨基功能化中空纳米二氧化硅微球。利用透射电子显微镜,热重分析等手段对其形貌进行了表征。另外,对中空介孔纳米二氧化硅微球的形成机制进行了探讨。