專利名稱：超細(xì)單分散憎水二氧化硅顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超細(xì)單分散憎水二氧化硅顆粒的制備方法近年來(lái)用超細(xì)顆粒形成的新型材料在超導(dǎo)、催化、磁性、光學(xué)、功能器件方面所表現(xiàn)的特異性能引起人們的極大興趣。如何制備超細(xì)顆粒就成為化學(xué)和材料科學(xué)的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，而制備單分散超細(xì)顆粒尤為困難和重要。國(guó)外有關(guān)單分散二氧化硅顆粒制備和應(yīng)用已有許多報(bào)道，但制備方法都是用硅酸酯類(lèi)(甲酯、乙酯、丙酯、丁酯)在氨水與醇溶劑中水解得到，即稱Stober[W.Stober，A.Fink & E.Bohn，J.Colloid & Interface Sci.26，62-69(1968)]方法。這種方法可以制備直徑大于50納米的單分散二氧化硅顆粒。當(dāng)顆粒平均直徑小于50納米時(shí)，顆粒會(huì)聚并，其標(biāo)準(zhǔn)偏差大于10%，單分散度差。有些作者利用油中水微乳液來(lái)水解硅酸乙酯制備SiO2單分散球形顆粒[Osseo-Asare，K.;Arriagada，F(xiàn).J.，Colloids Surfaces，1990，50，321]其制備方法是將硅酸乙酯直接加入到油中水的微乳液中，這種微乳液由有機(jī)溶劑(油相)/表面活性劑/氨水(水相)組成。但制備的顆粒偏大，而且單分散度差。
本發(fā)明的目的是提供一種超細(xì)單分散二氧化硅顆粒新制備方法，使制備的顆粒直徑小于50納米，單分散度好(標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%)。
為達(dá)到上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案該方法采用油中水微乳液與含有硅酸酯的反膠束溶液混合合成納米級(jí)單分散二氧化硅顆粒。微乳液由有機(jī)溶劑(油相)/表面活性劑/氨水(水相)組成，其中不含硅酸酯。另一個(gè)反膠束溶液是將硅酸酯加入到由有機(jī)溶劑/表面活性劑組成的溶液中。這種用油中水微乳液與反膠束溶液混合的方法在文獻(xiàn)中尚未見(jiàn)到報(bào)導(dǎo)。上述微乳液中表面活性劑濃度范圍為0.01～～0.6mol/L，增溶氨水濃度范圍為0.01～～2.0mol/L;反膠束溶液中表面活性劑濃度范圍為0.01～～0.6mol/L，硅酸酯濃度范圍為0.05～～0.5mol/L。微乳液與反膠束溶液的體積比從1∶0.5至0.5∶1。微乳液與反膠束溶液中各成份的用量以是否能形成透明的溶液來(lái)確定。形成微乳液與反膠束所用的表面活性劑可以是離子型，也可以是非離子型，例如離子型表面活性劑琥珀酸酯磺酸鈉(AOT);非離子表面活性劑Triton X-45，Triton X-100(辛基酚聚氧乙烯醚)，NP系列(壬基酚聚氧乙烯醚);有機(jī)溶劑為環(huán)己烷，正己烷，異辛烷等，硅酸酯類(lèi)為硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用油中水微乳液與含有硅酸酯的反膠束溶液混合，利用在有機(jī)溶劑(分散相)中的硅酸酯擴(kuò)散到表面活性劑包圍的氨水核中水解綜合形成單分散二氧化硅顆粒。采用本發(fā)明的方法可以制備直徑小于50納米，單分散度好，其標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%的憎水二氧化硅顆粒。這種納米級(jí)單分散顆粒可用作超薄膜中的填料;能改善納米功能的性能，如LB膜、BLM膜，脂質(zhì)體，泡囊中增強(qiáng)膜的強(qiáng)度，并可在生物傳感器中起到固定酶和延長(zhǎng)酶的壽命等功能;以及用于理論計(jì)算模型等。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例一a.微乳液0.1mol/L Triton X-45的環(huán)己烷溶液 5ml氨水 60mgb.反膠束溶液0.1mol/L Triton X-45的環(huán)己烷溶液 5ml硅酸乙酯 30mg所用試劑硅酸乙酯，Triton X-45，環(huán)己烷，氨水均有市售。
把上述微乳液與反膠束溶液混合搖勻后，在室溫下放置120小時(shí)，用電子顯微鏡和圖象分析儀測(cè)定顆粒的直徑為28納米，單分散度為2.3%。
實(shí)施例二加大表面活性劑濃度到0.40mol/L對(duì)顆粒大小的影響a.微乳液0.40mol/L Triton X-45的環(huán)己烷溶液 5ml氨水 60mgb.反膠束溶液0.40mol/L Triton X-45的環(huán)己烷溶液 5ml硅酸乙酯 30mg把上述微乳液與反膠束溶液混合搖勻后，在室溫下放置120小時(shí)，用電子顯微鏡和圖象分析儀測(cè)定顆粒的直徑為47納米，單分散度為4.3%。
實(shí)施例三加大增溶氨水量到160mg對(duì)顆粒大小的影響a.微乳液0.1mol/L Triton X-45的環(huán)己烷溶液 5ml氨水 120mgb.反膠束溶液0.40mol/L Triton X-45的環(huán)己烷溶液 5ml硅酸乙酯 30mg把上述微乳液與反膠束溶液混合搖勻后，在室溫下放置120小時(shí)，用電子顯微鏡和圖象分析儀測(cè)定顆粒的直徑為12納米，單分散度為1.8%。
附

圖1為實(shí)施例一的顆粒電鏡照片。附圖2為圖1的顆粒粒度分布。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)單分散憎水二氧化硅顆粒的制備方法，其特征是采用油中水微乳液與反膠束溶液混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的方法，其特征是所述的微乳液中表面活性劑濃度范圍為0.01～～0.6mol/L，增溶氨水濃度范圍為0.1～～2.0mol/L;反膠束溶液中表面活性劑濃度范圍為0.01～～0.6mol/L，硅酸酯濃度范圍為0.05～～0.5mol/L，微乳液與反膠束溶液的體積比范圍從1∶0.5至0.5∶1，微乳液與反膠束溶液中各成份的用量以是否能形成透明的溶液來(lái)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的方法，其特征是所用的表面活性劑為離子型表面活性劑琥珀酸酯磺酸鈉(AOT)等;非離子表面活性劑Triton X-45，Triton X-100(辛基酚聚氧乙烯醚)，NP系列(壬基酚聚氧乙烯醚)等;有機(jī)溶劑為環(huán)己烷，正己烷，異辛烷等，硅酸酯類(lèi)為硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的方法，其特征是制備納米級(jí)單分散二氧化硅顆粒，顆粒直徑小于50納米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超細(xì)單分散憎水二氧化硅顆粒的制備方法。該方法采用油中水微乳液與反膠束溶液混合的方法，利用和控制硅酸乙酯的水解，防止生成二氧化硅顆粒的聚集，使制備的二氧化硅顆粒直徑小于50納米，其標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5％。這種超細(xì)單分散憎水二氧化硅顆?？捎米鞒∧ぶ械奶盍?；能改善納米功膜的性能，如LB膜、BLM膜，脂質(zhì)體，泡囊中增強(qiáng)膜的強(qiáng)度，并可在生物傳感器中起到固定酶和延長(zhǎng)酶的壽命等功能；以及用于理論計(jì)算模型等。
文檔編號(hào)C01B33/113GK1097718SQ9410400
公開(kāi)日1995年1月25日 申請(qǐng)日期1994年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月13日
發(fā)明者傅小安, 江龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院感光化學(xué)研究所