北京化工大学陈兴田陈劲春究采用反相微乳液法,在首先合成纳米硫化镉的基础上,在体系中原位合成CdS/SiO2复合材料,经过浓盐酸处理后,成功制备出分散均匀的空心纳米SiO2。
其中纳米微球的粒径平均分布在30~50nm,层得平均厚度为16nm,空心部分的厚度大约在10nm。
北京化工大学王洁欣文利雄和平陈建峰等以纳米碳酸钙颗粒为新颖的无机模板剂,硅酸钠为无机硅源,通过溶胶-凝胶法形成CaCO3/SiO2的核壳结构;随后通过高温煅烧、酸溶和干燥处理,合成出了具有高比表面积的球形纳米空心二氧化硅粒子。
其中微球空心部分的粒径在50~60 nm 左右,壁厚在10nm左右。
而SiO2壁上含有许多通道。
复旦大学材料科学系邓字巍陈敏周树学游波武利民等分别以分散聚合和无皂乳液聚合方法制得的不同粒径聚苯乙烯(PS)微球为模板,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过控制介质中氨水的初始体积,一步法制得了不同粒径的单分散SiO2空心微球。
可以通过改变TEOS的浓度来控制空球壁厚,一般随着TEOS浓度的增大,微球的壁厚与粒径也在增大,空心部分的粒径受PS模板粒径大小的影响。
SatoshiHorikoshi YuAkaob TakuOgurac HidekiSakai MasahikoAbe NickSerponed等先合成五种油包水的乳液,分别在这五种乳液的存在下,使TEOS (正硅酸乙酯)在油/水界面上发生水解,合成软模板,最终在环己烷乳液(该乳液最稳定)中合成SiO2空心球。
空心球的粒径在100±20nm。
球的壁厚受多种因素的影响:水相PH值、反应时间、TEOS的加入量等。
中国科学院大连化学物理研究所FeiTeng ZhijianTian GuoxingXiong ZhushengXu等在非离子反相微乳液中合成了SiO2空心微球。
其粒径可以在纳米到微米范围内波动。
空心部分的孔径以及SiO2层壁厚是随着反应原料的加入量和加入方式而变化的。
此方法采用的是CdS模板,最终用HNO3处理而形成中空结构。
南开大学HanZhang,XuZhang,XinlinYang SiO2/TiO2双层空心微球体是通过蒸流沉淀聚合与可控的溶胶-凝胶过程以及在空气中进一步的焙烧而形成的。
第二层的SiO2壁厚以及外层的TiO2的厚度是通过控制一连续的聚合反应以及钛酸四丁酯(TBOT)的加入而进行简单控制的。
其中双层的厚度是通过二甲基丙烯酸乙二醇酯--甲基丙烯酸共聚物的层厚来调节的。
长春应用化学所GuixiaLiu Guangyan Hong等采用模板-调节方法首次合成了SiO2/Y2O3核壳材料与中空微球体。
此合成方法中,以无定形SiO2为模板。
这种核壳结构的尺寸范围是140nm—180nm,Y2O3的厚度为20—40nm。
吉林大学TongjieYao QuanLin KaiZhang DengfengZhao HuiLv JunhuZhang BaiYang等首先合成了SiO2-PS(聚苯乙烯)核壳结构的夹层材料,接着使吡咯单体通过化学聚合而在PS表面形成包覆。
最终用THF(四氢呋喃)将PS中间层刻蚀掉,于是形成了含有可移动SiO2的“太空舱”胶囊中空结构。
这种多层夹心结构复材的粒径是可以通过控制吡咯单体的加入量来调节的。
其粒径一般在370~445nm之间波动。
吉林大学Yong-zhengZhu Yan-lingCao Zhi-huiLi JuanDing Jun-songLiu Yuan-binChi等以SiO2微球体胶体晶体为模板,先后通过自组装、高温烧结、选择性刻蚀等技术以及溶胶-凝胶过程,成功的将非密堆积面心立方晶体的TiO2接枝到了最邻近的12个具有中空结构的TiO2晶体管上。
吉林大学KaiZhang LinliZheng XuehaiZhang XinChen BaiYang等采用乳液聚合法制得了单分散SiO2-聚合物核-壳结构的纳米微球。
通过用3-甲基丙烯酸丙酯改性SiO2纳米粒子,给SiO2表面覆盖了一层聚合物。
这层聚合物的厚度取决于单体的加入量以及接枝的SiO2纳米粒子、乳化剂的浓度、纳米粒子的尺寸。
聚合物的厚度在一个较宽的范围内变动。
吉林大学ChunleiWang JuntaoYan XuejunCui HongyanWang 等采用静电吸引的方法合成了PS@Fe3O4@SiO2复合材料纳米粒子。
其中SiO2带负电,PS带正电。
最终通过煅烧的方法除去PS层而合成了具有大孔洞的中空混合微球体。
其中孔洞的直径大约为3.5~5.5nm。
北京理工大学Jian-FengChen Jie-XinWang Run-JingLiu LeiShao Li-XiongWen 等采用了一种形态与尺寸均比较合适的CaCO3纳米粒子作为无机物模板,通过Na2SiO3的水解,在CaCO3表面形成一种连续的SiO2涂层,进而形成了一种核-壳结构。
最终经过高温煅烧并且将CaCO3在稀盐酸溶液中溶解的方法获得了中空SiO2微球体。
这种微球体的粒径在70-100nm,SiO2层得厚度在10nm左右。
日本YufangZhu EmanuelKockrick ToshiyukiIkoma NobutakaHanagata and StefanKaskel等以胶体C微球体为模板,合成了一种具有较大介孔的中空微球。
球的外层是SiO2层,内层是Fe3O4核。
该种中空球的粒径在900nm左右,而介孔SiO2层的厚度大约为100nm。
该方法首先是在吸附有Fe的C胶体微球体表面覆盖一层SiO2,然后再550℃的高温下焙烧,最终在5%H2以及95%Ar氛围中的350℃的环境中处理,最终形成中空微球体。
新加坡国立大学Dan Ping Wang and Hua Chun Zeng等通过可控的分子自组装、模板增长、聚合以及同种种子增长的方法,利用金属氧化物TiO2,以及SiO2和PAN(聚苯胺)作为起初的反应原料来合成中空微球。
多功能化的油酸盐表面活性剂将TiO2保护了起来,从而为苯胺在SiO2中间层的表面聚合提供了反应起始点。
TiO2在PAN壳的内表面沉积从而形成了第二种材料相,它同时又作为最初的纳米原料,通过分子自组装在聚苯胺表面而形成TiO2壳。
借助分子自组装的方法,已经合成了六种具有复杂结构的核-壳结构中空微球(SiO2/TiO2,SiO2/TiO2/PAN,SiO2/TiO2/PAN/ TiO2,TiO2/PAN,TiO2/ PAN/ TiO2和TiO2 /TiO2)。
采用分散聚合的方法制备了粒径约为的1.5um的SiO2@PS复合粒子方法:SiO2溶胶,水,AIBN,VP和一半的苯乙烯St,一半的DAC 和一半的无水乙醇,加入到带有搅拌器,温度计,冷凝管的250 mL四颈烧瓶中。
通入N2,30min,除去烧瓶中的氧气。
然后加热到65℃,反应1.5h,再加入另一半的St,EtOH和DAC。
共反应24h,冷却到室温备用。
根据需要调节反应条件,可以得到不同形态的复合粒子。
制备空心SiO2@air@SiO2微球的典型配方如下:带正电荷的SiO2@PS核-壳粒子分散液,一定量的氨水和TEOS乙醇溶液加入到四颈烧瓶中,室温搅拌0.5h,然后加热到50℃,继续搅拌1.5h,得到空心微球合成复合微球体系:带正电荷的SiO2@PS核-壳粒子分散液,氨水和TEOS乙醇溶液考察因素:DAC用量增多可以使表面粗糙化,单体/SiO2质量比使颗粒直径增加但会使表面SiO2含量下降,氨水的增加可以使空微球的数目增加,TEOS用量增加会使表面粗造化。
PVP的用量减少时会使SiO2@PS颗粒直径增大壳层性质:颗粒直径1um左右硅源:正硅酸乙酯武汉工程大学学报,吉钰纯,SiO2空心球的制备与表征方法:采用溶胶-凝胶法制备SiO2/PS复合微球, 并用高温煅烧的方法来除去PS, 以获得空心SiO2 微球。
合成复合微球体系:水,异丙醇,PS水溶液,氨水,TEOS考察因素:考察了pH值和TEOS用量对SiO2/PS复合微球包覆效果的影响。
得出pH大于10以及TEOS用量较少时为0.23g包覆效果比较好。
壳层性质:所得SiO2 空心球的壁厚在20~ 50 nm, 球形度及规整性较好, 球径大小比较均一、约为2.5-3um。
硅源:正硅酸乙酯TEOS材料开发与应用,王吉会,SiO2空心微球的制备与表征方法:以自制的微米级碳酸钙颗粒为模板,正硅酸乙酯为硅源,以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)表面活性剂为介孔导向剂, 在氨水的催化作用通过溶胶-凝胶方法合成出C aCO3 /SiO2核壳结构;随后通过高温煅烧、酸浸和干燥处理,制备出圆形度高、分散性好、结构完整的微米级SiO2空心球。
C aCO3→CaO + CO2 CaO+2HCl→CaCl2+H2O合成复合微球体系:无水乙醇,碳酸钙颗粒,CTAB,氨水,TEOS壳层性质:SiO2空心微球的粒径为2~ 5um, 壳层厚度为0.42~ 0.85um, 比表面积为554.01m2/g, 最可几孔径为1.7nm, 抗压强度在20~ 30M Pa之间,圆形度高、分散性好、结构完整。
硅源:正硅酸乙酯应用催化B:环境,韦兆,Ag修饰的SiO2/TiO2复合微球空壳的合成,表征与光催化方法:以PVP功能化的聚苯乙烯为模板,正硅酸乙酯为硅源,四丁基太酸盐为钛源,通过溶胶-凝胶方法合成出SiO2/TiO2复合微球空壳结构合成复合微球体系:PVP功能化的PS,氨水,乙醇,TEOS壳层性质:直径为220nm的PS球→直径为250-260nm的PS/SiO2复合微球→直径为270-280nm的PS/SiO2/TiO2复合微球,SiO2空壳厚度大约为16nm,SiO2/TiO2空壳厚度大约为25nmSiO2空壳的比表面积为453.87m2/g, SiO2空心微球的粒径为200nm 硅源:正硅酸乙酯材料研究公告,李飞,纳米级ZnO/SiO2核壳结构及纳米级SiO2空球的合成与表征方法:以Zn(Ac)2·2H2O和CTAB(C19H42BrN)合成的ZnO纳米颗粒作为模板,采用溶胶-凝胶法合成ZnO/SiO2核壳结构。
ZnO/SiO2核壳结构和SiO2壳层是同时形成的。
盐酸溶解ZnO从而制得空壳合成复合微球体系:乙醇,氨水,ZnO纳米颗粒,TEOS壳层性质:ZnO的平均粒径为60nm,球形度类球,SiO2壳层厚度为10nm硅源:正硅酸乙酯Materials Letters,Yang-Su Han,立方硅颗粒的合成方法:通过FeCl3盐与NaOH反应制备出Fe2O3分子模板,经两步在Fe2O3分子模板表面水解出SiO2,硅源为正硅酸乙酯,Fe2O3分子模板浸入酸溶液中除去合成复合微球体系:乙醇,氨水,Fe2O3分子模板,TEOS壳层性质:SiO2壳层厚度大致为50nm,SiO2空球颗粒直径大约为500nmBET方程:核壳比表面积为34.8m2/g,孔的比表面积为261.0 m2/gLangmuir方程:核壳比表面积为47.2 m2/g,孔的比表面积位357.2 m2/g硅源:正硅酸乙酯以酵母细胞壁为模板制备空的SiO2颗粒方法:用塞里维辛酵母细胞的细胞壁作为生物模板,硅源来自于水-乙醇体系中正硅酸乙酯(TEOS)的水解沉淀,该过程以氨水为催化剂,发生施特贝尔过程,制备出平整圆滑的壳层,该生物模板经过高温煅烧可除去。