一種多孔氧化硅納米材料及其制備方法和用途
【專利摘要】一種多孔氧化硅納米材料及其制備方法和用途。本發(fā)明涉及多孔二氧化硅納米材料，特指一種多孔功能化氧化硅納米材料的制備方法及其在作為水氧化催化劑方面的用途，屬于納米二氧化硅材料【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明首次以商業(yè)化的無定型二氧化硅粉末為原料，運(yùn)用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）在二氧化硅表面水解的方法在無定型二氧化硅粉末表面引入氨基，并且進(jìn)一步將其與二乙?；拎し磻?yīng)獲得改性的二氧化硅；接著將改性氧化硅與氯化鈷、1,3,5苯甲三酸組裝，形成了多孔結(jié)構(gòu)二氧化硅納米材料；進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)二氧化硅納米材料能用作光催化水氧化釋放氧的催化劑，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了自功能光致氧釋放系統(tǒng)。
【專利說明】一種多孔氧化硅納米材料及其制備方法和用途
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及多孔二氧化硅納米材料，特指一種多孔功能化氧化硅納米材料的制備方法及其在作為水氧化催化劑方面的用途，屬于納米二氧化硅材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0003]多孔二氧化硅納米材料在過去幾十年里，由于其表面易修飾改性，具有高的比表面積和大的孔容，無毒性和穩(wěn)定性等優(yōu)良的特性，被應(yīng)用在各種領(lǐng)域中，如分離，吸附，催化，尤其在生物醫(yī)藥方面應(yīng)用極廣，對科技和人類的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)(D.K.Shen,J.P.Yang, X.M.Li，L Zhou, R.Y.Zhang, W.Li，L Chen, R.Wang, F.Zhangand D.Y.Zhao, Biphase stratificat1n approach to three-dimens1nal dendriticb1degradable mesoporous silica nanospheres.Nano Lett, 2014， 14， 923—932)。
[0004]常用材料的介孔結(jié)構(gòu)在合成中一般都是通過表面活性劑作為導(dǎo)向劑來形成的，所以無表面活性劑合成介孔復(fù)合材料的方法研究仍然是一個挑戰(zhàn)和研究；在納米科學(xué)與納米技術(shù)中通過自組裝來得到納米材料屬于近些年來較新穎的領(lǐng)域，合成復(fù)合材料最常見的方法就是分子前驅(qū)物的溶膠-凝膠法，是一種預(yù)先摻入要合成的組分(如納米簇或者納米顆粒)的方法(S.Mann, Self-assembly and transformat1n of hybrid nano-objects andnanostructures under equilibrium and non-equilibrium condit1ns.Nat.Mater.,2009, 8，781-792);自組裝器件發(fā)生生長是通過連續(xù)的添加粒子在其表面，一層層積累，從形態(tài)學(xué)的角度看，其缺陷就是相關(guān)聯(lián)的粒子組裝到一定程度會塌陷；Gijsbertus deWith等人通過單分散二氧化硅的成核，聚集和自組裝，揭示了無定型二氧化硅的形成機(jī)制(C.C.M.C.Carcouet, M.W.P.van de Put, B.Mezari, P.C.Μ.Μ.Magusin, J.Laven, P.H.H.Bomans, H.Friedrich, A.C.C.Esteves, N.A.J.M.Sommerdijk,R.A.T.Μ.V.van Benthem and G.de With, Nucleat1n and growth of monodispersesilica nanoparticles.Nano Lett, 2014, 14, 1433-1438);無機(jī)-有機(jī)雜化的前體分子，由于其每個組分都可以在分子尺寸上精確排布，所以提供了一種直接并且有效的途徑來合成新穎的納米器件；復(fù)合納米粒子有著兼具每種成分的優(yōu)點(diǎn)同時又克服缺點(diǎn)的效果，目前的納米科學(xué)研究領(lǐng)域正在從單個納米粒子跨向納米粒子的自組裝；Omar M.Yaghi等人制備的金屬一有機(jī)化合物骨架的配位聚合物(H.Furukawa, K.E.Cordova, Μ.0’ Keeffe and 0.M.Yaghi, The chemistry and applicat1ns of metal-organicframeworks.Science, 2013, 341, 974-986)給了我們一定的啟示，但是通過無表面活性劑法制備一種穩(wěn)定的，比表面積大的，具有優(yōu)異性能的納米自組裝粒子，仍然需要研究，仍是一種挑戰(zhàn)。本發(fā)明的無表面活性劑法制備多孔納米氧化硅解決了氧化硅合成中需要大量表明活性劑產(chǎn)生的污染問題，無表面積合成氧化硅易于大規(guī)模生產(chǎn)，具有實(shí)用價值；該方法與前期報道的基于模版法制備的多孔氧化硅顯著不同；運(yùn)用多孔納米氧化硅模擬自然界植物氧化水釋放氧，這類環(huán)境友好的“人工樹葉”國際上為首次報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明報道一種新型制備多孔功能化氧化硅納米材料的制備方法，首次以商業(yè)化的無定型二氧化硅粉末為原料，運(yùn)用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)在二氧化硅表面水解的方法在無定型二氧化硅粉末表面引入氨基，并且進(jìn)一步將其與二乙酰基吡啶反應(yīng)獲得改性的二氧化硅；接著將改性氧化硅與氯化鈷、1，3，5苯甲三酸組裝，形成了多孔結(jié)構(gòu)二氧化硅納米材料(標(biāo)記為:Si02@NPCoC00H);進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)二氧化硅納米材料(S12ONPCoCOOH)能用作光催化水氧化釋放氧的催化劑，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了自功能光致氧釋放系統(tǒng)，這是國際上第一個二氧化硅自組裝具有孔狀結(jié)構(gòu)和催化水氧化釋放氧的納米材料。
[0006]上述多孔結(jié)構(gòu)二氧化硅納米材料(標(biāo)記為:Si02_PCoC00H)的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行:
步驟1:
將市購無定型二氧化硅粉末超聲分散在乙醇中；攪拌直至二氧化硅粉末均勻分散在乙醇中；隨后逐滴緩慢滴加正硅酸四乙酯；再迅速加入氨水；加完氨水后繼續(xù)攪拌后再逐滴緩慢滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷；最后再接著攪拌，離心分離、洗滌、真空干燥，得到表面氨基功能化的二氧化硅粉末，標(biāo)記為S12ONH2。
[0007]進(jìn)一步的，每50-70 mL的乙醇中加入3_5 g無定型二氧化硅粉末。
[0008]進(jìn)一步的，每55 mL的乙醇中加入3.5g無定型二氧化硅粉末。
[0009]進(jìn)一步的，攪拌指在50-70 °C下攪拌2_3h。
[0010]進(jìn)一步的，攪拌指在55°C下攪3 h。
[0011]進(jìn)一步的，每50-70 mL的乙醇對應(yīng)滴入3-5 mL正硅酸四乙酯。
[0012]進(jìn)一步的，每55 mL的乙醇對應(yīng)滴入3.5 mL正硅酸四乙酯。
[0013]進(jìn)一步的,每50-70 mL的乙醇對應(yīng)加入氨水4-6 mL。
[0014]進(jìn)一步的，每55 mL的乙醇對應(yīng)加入氨水5mL。
[0015]進(jìn)一步的，繼續(xù)攪拌的時間為30min。
[0016]進(jìn)一步的，每50-70 mL的乙醇對應(yīng)滴加3_氨丙基三乙氧基硅烷1.5-3 mL。
[0017]進(jìn)一步的，每55 mL的乙醇對應(yīng)滴加3_氨丙基三乙氧基硅烷2 mL。
[0018]進(jìn)一步的，接著攪拌的時間為24h。
[0019]進(jìn)一步的，所述洗滌指用去離子水和無水乙醇各洗滌3次。
[0020]步驟2:將上述表面氨基功能化的二氧化硅粉末超聲分散在乙醇溶液中，加入2-乙?；拎?0 °C攪拌下反應(yīng)4-6 h，離心分離并用無水乙醇洗滌，得到淡黃色固體粉末，標(biāo)記為S12ONP ;將得到的S12ONP納米顆粒超聲分散在乙腈中，80 °C攪拌下加入CoCl2.6H20反應(yīng)2-4 h，離心分離并用乙腈洗滌，得到深紅色固體粉末，標(biāo)記為Si02@NPCo。
[0021]進(jìn)一步的，加入2-乙酰基吡啶的反應(yīng)時間為5h ;投料比:每100 mg的S12ONH2W2-乙酸基批P定0.7-1.5 mmol,優(yōu)選為1.2 mmol η
[0022]進(jìn)一步的，加入CoCl2.6Η20 (1-2 mmol)的反應(yīng)時間為4 h ;投料比:每100 mg的Si02_P 中加入的 CoCl2.6H20 1-2 mmol，優(yōu)選為 1.2 mmol。
[0023]接著將得到的Si02_PCo納米顆粒超聲分散在DMF中，120 °C攪拌下加入1，3，5-苯甲酸反應(yīng)8-10 h，離心分離并用無水乙醇洗滌，得到灰棕色固體粉末，標(biāo)記為Si02_PCoC00H。
[0024]進(jìn)一步的，加入1，3，5-苯三甲酸反應(yīng)的時間為10h，投料比:每100 mg的S12ONPCo 中加入 1，3，5_ 苯甲酸 0.5-1 mmol,優(yōu)選為 0.7 mmol η
[0025]一種新型制備多孔功能化氧化硅納米材料的制備方法及其Si02_PCoC00H的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0026]本發(fā)明以商業(yè)化的氧化硅為原料制備了一種新型多孔二氧化硅納米材料，其中納米的合成方法二氧化硅表面的氨基功能化，進(jìn)而通過C=N鍵連結(jié)2-乙酰基吡啶，再通過2-乙?；拎づc金屬的配位作用，在金屬的表面結(jié)合二價金屬鈷，最后中心金屬鈷與1，3，5-苯三甲酸的羧基配位，得到了二氧化硅自組裝納米材料，IR (KBr, cm^1):IR, 3010cm1, 2930 cm1, 1655 cm1,800 cm 1 and 473 cm S其中鉆的含量為2.5%,這種非表面活性劑制備多孔氧化硅的方法為國際上首次報道。
[0027]其次我們發(fā)現(xiàn)這種多孔納米材料S12IgNPC0COOH能在LED等驅(qū)動下，催化水氧化釋放氧，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Si02_PCoC00H:聯(lián)吡啶釕=Na2S2O8:磷酸鹽緩沖溶液(最佳質(zhì)量比例為1:5:10:20)體系是一種自供能LED等驅(qū)動的氧產(chǎn)生器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明多孔功能化氧化硅納米材料的制備方法及其Si02_PCoC00H的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2 為 Si02_PCoC00H 的透射電鏡(TEM)圖。
[0030]圖3 為 S12ONH2、Si02_PCo 和 Si02_PCoC00H 催化水氧化氧氣釋放量(O2 μ mol)與反應(yīng)時間(t, min分鐘)關(guān)系圖；反應(yīng)條件:15 mg 二氧化娃樣品，加入含有150 mgNa2S2O8, 75 mg聯(lián)吡啶釕，pH=8.5的磷酸鹽緩沖溶液300 mg,白色LED燈(4W)光照。

【具體實(shí)施方式】
[0031]原料:氧化娃(50-70 nm,購自安徽娃源科技公司)；1，3，5-苯三甲酸，正娃酸四乙酯(TE0S)、2-乙?；拎?97%)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)，聯(lián)吡啶釕購自Adamas-Beta公司；CoCl2.6Η20，乙醇，乙腈和N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
[0032]實(shí)施例1(最佳實(shí)施例):步驟1，氨基功能化氧化硅S12ONH2的制備:市購S12 3.5g超聲分散在55 mL的乙醇中，在55 °C下攪拌3 h直至二氧化娃粉末完全均勻的分散在乙醇中，隨后逐滴緩慢滴加正硅酸四乙酯(TE0S)3.5 mL，再迅速加入氨水5 mL，加完氨水后繼續(xù)攪拌30 min后再逐滴緩慢滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS) 2 mL，最后再接著攪拌24h，離心分離，用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，真空干燥，得到氨基修飾的二氧化硅納米顆粒，產(chǎn)品特征為:白色粉末狀固體。
[0033]步驟2 -M 100 mg的S12ONH2納米粉末超聲分散在20 mL的乙醇溶液中，滴加145UL (1.2 mmol)的2-乙?；拎?，在80 1:攪拌反應(yīng)5 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用無水乙醇洗漆3次后；再把納米顆粒超聲分散在15 mL的乙腈中，加入285 mg (1.2 mmol)的CoCl2.6H20在80 °C下反應(yīng)4 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙腈洗滌3次后，再將顆粒超聲分散在15 mL的DMF中，加入147 mg (0.7mmol)的1，3，5-苯三甲酸在120 °C下攪拌反應(yīng)10 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離并用無水乙醇洗滌3次，真空干燥，得到納米顆粒自組裝產(chǎn)物，67
mg ο
[0034]IR (KBr, cm:):IR, 3010 cm1, 2930 cm1, 1655 cm \ 800 cm 1 and 473 cm S 其中鈷的含量為2.5%。
[0035]透射電鏡(TEM)顯示氧化硅為主體組裝成多孔氧化硅納米結(jié)構(gòu)(見附圖2)，結(jié)果表明利用氧化硅表明修飾鈷離子誘導(dǎo)有機(jī)化合物組裝的方法，是一種新型多孔氧化硅納米結(jié)構(gòu)的合成方法。
[0036]實(shí)施例2:步驟1:市購S12 3 g超聲分散在50 mL的乙醇中，在50 °C下攪拌2h直至二氧化硅粉末完全均勻的分散在乙醇中，隨后逐滴緩慢滴加正硅酸四乙酯(TEOS) 3mL,再迅速加入氨水4 mL,加完氨水后繼續(xù)攪拌30 min后再逐滴緩慢滴加APS 1.5 mL,最后再接著攪拌24 h，離心分離，用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，真空干燥，得到氨基修飾的二氧化硅納米顆粒，產(chǎn)品特征為:白色粉末狀固體。
[0037]步驟:2:取100 mg的S12納米球超聲分散在20 mL的乙醇溶液中，滴加85 μ L(0.7 mmol)的2-乙?；拎ぃ?0 1:攪拌反應(yīng)5 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用無水乙醇洗滌3次后，再把納米顆粒超聲分散在15 mL的乙腈中，加237 mg (I mmol)的CoCl2.6H20在80 °C下反應(yīng)4 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙腈洗滌3次后，再超聲分散在15 mL的DMF中，加入105 mg (0.5 mmol)的1，3，5-苯三甲酸在120 °C下攪拌反應(yīng)8 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離并用無水乙醇洗滌3次，真空干燥，得到納米顆粒自組裝產(chǎn)物，32 mg。
[0038]產(chǎn)物的透射電鏡(TEM)圖及IR數(shù)據(jù)與實(shí)施例1相類似。
[0039]實(shí)施例3:步驟1:市購S12 5 g超聲分散在70 mL的乙醇中，在70 °C下攪拌3h直至二氧化硅粉末完全均勻的分散在乙醇中，隨后逐滴緩慢滴加正硅酸四乙酯(TEOS) 5mL,再迅速加入氨水6 mL,加完氨水后繼續(xù)攪拌30 min后再逐滴緩慢滴加APS 3 mL,最后再接著攪拌24 h，離心分離，用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，真空干燥，得到氨基修飾的二氧化硅納米顆粒，產(chǎn)品特征為:白色粉末狀固體。
[0040]步驟2:納米顆粒自組裝制備:取100 mg的S12納米球超聲分散在20 mL的乙醇溶液中，滴加181 UL (1.5 mmol)的2-乙?；拎ぃ?0 1:攪拌反應(yīng)5 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用無水乙醇洗滌3次后，再把納米顆粒超聲分散在15 mL的乙腈中，加入474 mg(2mmol)的CoCl2.6H20在80 °C下反應(yīng)4 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙腈洗滌3次后，再超聲分散在15 mL的DMF中，加入210 mg (I mmol)的1，3，5-苯甲三酸在120 °C下攪拌反應(yīng)8 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離并用無水乙醇洗滌3次，真空干燥，得到納米顆粒自組裝產(chǎn)物，63
mg ο
[0041]產(chǎn)物的透射電鏡(TEM)圖及IR數(shù)據(jù)與實(shí)施例1相類似。
[0042]實(shí)施例4:步驟1:市購S12 4 g超聲分散在60 mL的乙醇中，在60 °C下攪拌3h直至二氧化硅粉末完全均勻的分散在乙醇中，隨后逐滴緩慢滴加正硅酸四乙酯(TEOS) 5mL，再迅速加入氨水5.5 mL，加完氨水后繼續(xù)攪拌30 min后再逐滴緩慢滴加APS 2.5 mL,最后再接著攪拌24 h，離心分離，用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，真空干燥，得到氨基修飾的二氧化硅納米顆粒，產(chǎn)品特征為:白色粉末狀固體，產(chǎn)率，81 %。
[0043]步驟2:納米顆粒自組裝制備:取100 mg的S12納米球超聲分散在20 mL的乙醇溶液中，滴加181 UL (1.5 mmol)的2-乙酰基吡啶，在80 1:攪拌反應(yīng)5 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用無水乙醇洗滌3次后，再把納米顆粒超聲分散在15 mL的乙腈中，加入355 mg(1.5 mmol)的CoCl2.6Η20在80 °C下反應(yīng)4 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙腈洗滌3次后，再超聲分散在15 mL的DMF中，加入168 mg (0.8 mmol)的1，3，5-苯三甲酸在120 °C下攪拌反應(yīng)8 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離并用無水乙醇洗滌3次，真空干燥，得到納米顆粒自組裝產(chǎn)物，55 mg ο
[0044]產(chǎn)物的透射電鏡(TEM)圖及IR數(shù)據(jù)與實(shí)施例1相類似。
[0045]實(shí)施例5:步驟1:市購S12 4 g超聲分散在65 mL的乙醇中，在65 °C下攪拌3h直至二氧化硅粉末完全均勻的分散在乙醇中，隨后逐滴緩慢滴加正硅酸四乙酯(TEOS) 4mL，再迅速加入氨水4.5 mL，加完氨水后繼續(xù)攪拌30 min后再逐滴緩慢滴加APS 2.5 mL,最后再接著攪拌24 h，離心分離，用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，真空干燥，得到氨基修飾的二氧化硅納米顆粒，產(chǎn)品特征為:白色粉末狀固體。
[0046]步驟2:納米顆粒自組裝制備:取100 mg的S12納米球超聲分散在20 mL的乙醇溶液中，滴加121 UL (I mmol)的2-乙酰基吡啶，在80 1:攪拌反應(yīng)5 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用無水乙醇洗滌3次后，再把納米顆粒超聲分散在15 mL的乙腈中，加入427 mg(l.8mmol)的CoCl2.6H20在80 °C下反應(yīng)4 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙腈洗滌3次后，再超聲分散在15 mL的DMF中，加入168 mg (0.8 mmol)的1，3，5-苯三甲酸在120 °〇下攪拌反應(yīng)8 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離并用無水乙醇洗滌3次，真空干燥，得到納米顆粒自組裝產(chǎn)物，46 mg ο
[0047]產(chǎn)物的透射電鏡(TEM)圖及IR數(shù)據(jù)與實(shí)施例1相類似。
[0048]實(shí)施例6:步驟1:氨基功能化氧化硅S12ONH2的制備:市購S12 3.5 g超聲分散在55 mL的乙醇中，在55 °C下攪拌3 h直至二氧化硅粉末完全均勻的分散在乙醇中，隨后逐滴緩慢滴加正硅酸四乙酯(TEOS)3.5 mL，再迅速加入氨水5 mL，加完氨水后繼續(xù)攪拌30min后再逐滴緩慢滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS) 2 mL,最后再接著攪拌24 h，離心分離，用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，真空干燥，得到氨基修飾的二氧化硅納米顆粒。
[0049]步驟2:取100 mg的S12納米球超聲分散在20 mL的乙醇溶液中，滴加206 μ L(1.7 mmol)的2-乙酰基吡啶，在80 1:攪拌反應(yīng)5 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用無水乙醇洗滌3次后，再把納米顆粒超聲分散在15 mL的乙腈中，加入238 mg (I mmol)的CoCl2.6Η20在80 °C下反應(yīng)4 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙腈洗滌3次后，再超聲分散在15 mL的DMF中，加入126 mg (0.6 mmol)的1，3，5-苯甲三酸在120 °C下攪拌反應(yīng)8 h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離并用無水乙醇洗滌3次，真空干燥，得到納米顆粒自組裝產(chǎn)物，43 mg。
[0050]產(chǎn)物的透射電鏡(TEM)圖及IR數(shù)據(jù)與實(shí)施例1相類似。
[0051]實(shí)施例7: Si02_PCoC00H催化水氧化實(shí)驗(yàn)
催化水氧化實(shí)驗(yàn)在25°C的水浴條件下進(jìn)行，氧氣產(chǎn)生用氣相色譜的熱導(dǎo)檢測器(GC)檢測，反應(yīng)白光LED等(4W)照射條件下進(jìn)行。
[0052]15 mg的Si02_PCoC00H氧化硅納米材料加入含有150 mg Na2S2O8, 75 mg聯(lián)吡啶釕，pH=8.5的磷酸鹽緩沖溶液300 mg白色LED燈(4W)光照，抽取100 μ L反應(yīng)器上部的氣體注射到GC (GC-17A，日本島津公司)，通過5Α分子篩過濾，熱導(dǎo)檢測器檢測氧氣的釋放量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見附圖3。
[0053]結(jié)果表明Si02_PCoC00H在LED等的作用下，氧氣釋放量隨時間的變化逐漸增多，這表明S12IgNPC0COOH是一種較好的能催化水氧化釋放氧的催化劑，反應(yīng)體系是一種LED等驅(qū)動的氧氣產(chǎn)生器。
【權(quán)利要求】
1.一種多孔氧化娃納米材料,其特征在于:所述多孔氧化娃納米材料的紅外光譜分析為:3010 Cm-1, 2930 cnT1，1655 cm_1,800 cnT1 and 473 cnT1，其中鈷的含量為 2.5%，是以氧化硅為主體組裝成多孔氧化硅納米結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多孔氧化硅納米材料的制備方法，其特征在于:以商業(yè)化的無定型二氧化硅粉末為原料，運(yùn)用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)在二氧化硅表面水解的方法在無定型二氧化硅粉末表面引入氨基，并且進(jìn)一步將其與二乙酰基吡啶反應(yīng)獲得改性的二氧化硅；接著將改性氧化硅與氯化鈷、1，3，5三苯甲酸組裝，形成了多孔結(jié)構(gòu)二氧化硅納米材料。
3.如權(quán)利要求2所述的一種多孔氧化硅納米材料的制備方法，其特征在于具體步驟如下: 將表面氨基功能化的二氧化硅粉末超聲分散在乙醇溶液中，加入2-乙?；拎?0 V攪拌下反應(yīng)4-6 h，離心分離并用無水乙醇洗滌，得到淡黃色固體粉末，標(biāo)記為S12ONP ;將得到的S12ONP納米顆粒超聲分散在乙腈中，80 °C攪拌下加入CoCl2.6H20反應(yīng)2_4 h，離心分離并用乙腈洗滌，得到深紅色固體粉末，標(biāo)記為S12ONPC0 ;接著將得到的S12ONPC0納米顆粒超聲分散在DMF中，120 °C攪拌下加入1，3，5-苯甲酸反應(yīng)8-10 h，離心分離并用無水乙醇洗滌，得到灰棕色固體粉末，標(biāo)記為Si02_PCoC00H。
4.如權(quán)利要求3所述的一種多孔氧化硅納米材料的制備方法，其特征在于:加入2-乙?；拎さ姆磻?yīng)時間為5h ;投料比:每100 mg的S12ONH2加2-乙酰基吡啶0.7-1.5 mmol,優(yōu)選為1.2 mmol ο
5.如權(quán)利要求3所述的一種多孔氧化硅納米材料的制備方法，其特征在于:加入CoCl2.6Η20 (1-2 mmol)的反應(yīng)時間為4 h;投料比:每100 mg的Si02_P中加入的CoCl2.6H20 1-2 mmol,優(yōu)選為 1.2 mmol η
6.如權(quán)利要求3所述的一種多孔氧化硅納米材料的制備方法，其特征在于:加入I, 3，5-苯甲三酸反應(yīng)的時間為10h，投料比-M 100 mg的S_NPCo中加入I, 3，5-苯甲酸0.5-1 mmol,優(yōu)選為 0.7 mmol η
7.如權(quán)利要求3所述的一種多孔氧化硅納米材料的制備方法，其特征在于所述表面氨基功能化的二氧化硅粉末的制備方法如下:將市購無定型二氧化硅粉末超聲分散在乙醇中；攪拌直至二氧化硅粉末均勻分散在乙醇中；隨后逐滴緩慢滴加正硅酸四乙酯；再迅速加入氨水；加完氨水后繼續(xù)攪拌后再逐滴緩慢滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷；最后再接著攪拌，離心分離、洗滌、真空干燥，得到表面氨基功能化的二氧化硅粉末，標(biāo)記為Si02@NH2。
8.如權(quán)利要求7所述的一種多孔氧化硅納米材料的制備方法，其特征在于:: 每55 mL的乙醇中加入3.5g無定型二氧化娃粉末；攪拌指在55°C下攪3 h ;每55 mL的乙醇對應(yīng)滴入3.5 mL正硅酸四乙酯；每55 mL的乙醇對應(yīng)加入氨水5mL ;繼續(xù)攪拌的時間為30min ;每55 mL的乙醇對應(yīng)滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷2 mL ;接著攪拌的時間為24h ；所述洗滌指用去離子水和無水乙醇各洗滌3次。
9.如權(quán)利要求1所述的一種多孔氧化硅納米材料在催化水氧化釋放氧作為催化劑的用途。
10.如權(quán)利要求1所述的一種多孔氧化硅納米材料在催化水氧化釋放氧作為催化劑的用途，其特征在于:將多孔氧化硅納米材料，加入到含有Na2S2O8, pH=8.5的磷酸鹽緩沖溶液 中構(gòu)成反應(yīng)體系，4W白色LED燈進(jìn)行光照，構(gòu)成一種LED燈驅(qū)動的自供能氧產(chǎn)生器。
【文檔編號】C01B13/02GK104437658SQ201410700950
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】陳秋云, 王麗 申請人:江蘇大學(xué)