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双表面活性剂模板法制备介孔二氧化硅及其应用研究

陈仲冬  
【摘要】:介孔二氧化硅纳米粒子具有比表面积和孔道容量大,孔径分布高度有序,生物兼容性好等优点,在催化、吸附、分离、模板合成、生物医学等领域受到了极大的关注。 本论文首先回顾了介孔二氧化硅的发展历史、技术应用和研究现状,在此基础上,室温下用溶液法以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和三嵌段高聚物F127为双表面活性剂模板制备了一系列尺寸分布均匀、形貌可调的介孔二氧化硅纳米粒子,利用不同分析手段对二氧化硅纳米结构进行了表征,并进一步研究了其作为硬模板在制备二氧化锡中空纳米结构上的应用,以及作为药物载体在布洛芬药物装载和体外释放性能。本文的主要结果如下: (1)常温下用溶液法在碱性条件下用双表面活性剂CTAB和F127为模板合成了尺寸均匀、形貌可调的介孔二氧化硅纳米粒子。研究发现当单独选用CTAB作为表面活性剂模板时,随着CTAB摩尔浓度从0增加到36mM,二氧化硅纳米结构由球形演化为柱状纳米粒子且长径比由1:1增大到10:1,比表面积先增大后减小;当选用F127和CTAB作为双表面活性剂模板时,随着两者浓度比的升高,介孔二氧化硅粒子由柱状向类球形形貌演化,比表面积先减小后增大,孔径尺寸基本在2.5m左右。研究发现,CTAB决定了介孔结构和纳米粒子形貌,F127抑制了纳米粒子长大。 (2)双表面活性剂模板法合成的介孔二氧化硅纳米粒子具有相似的孔道结构(形状和大小)和可调的比表面积,将其作为布洛芬药物载体,研究发现药物装载量主要由比表面积决定,比表面积越大,载药量越大,而药物释放性能主要取决于介孔的长度和弯曲程度,长度越长,弯曲度越大药物缓释性能越好。这些结果为深入研究介孔二氧化硅基药物载体提供了方法。 (3)我们将制备的介孔二氧化硅纳米粒子作为硬模板,用水热法合成了金红石型二氧化锡中空纳米结构,通过调节反应物浓度、尿素浓度和反应温度等参数,控制了二氧化锡中空纳米结构的尺寸。这种合成方法可以拓展其他氧化物中空纳米结构的可控合成上。


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