[发明专利]一种二氧化硅/金属复合材料的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料技术领域，具体涉及一种用于二氧化硅/金属复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

二氧化硅纳米材料作为药物载体具有极高的载药量和可控释放能力，在生物医学领域尤其是癌症的诊断和治疗方面已表现出巨大的潜在应用价值，有望成为新一代的药物载体。通过模板法制备的介孔二氧化硅比表面积大、结构稳定，且生物相容性好，可以包埋敏感性试剂，用于药物或生物活性分子的可控运输和释放。近年来，纳米级贵金属（金、铂、钯等）作为分子靶向药物导向剂得到了广泛的研究，然而，纳米粒子表面能较高，在制备过程中易团聚，从而失去原有活性和选择性。因此，迫切希望制备出具有大比表面积、分散良好同时保持高稳定性的纳米材料。而复合贵金属作为靶向药物的导向剂则能实现分子靶向可控缓释，因此将介孔二氧化硅和贵金属复合形成分子靶向药物载体研究意义重大。

之前的复合材料研究包括贵金属材料和无机载体共沉淀、无机载体上溅射贵金属粒子等，这些方法能有效的形成纳米金属粒子复合二氧化硅载体材料，但是贵金属纳米粒子一般都是包裹在二氧化硅的外表面，不能很好的分散于二氧化硅介孔内，在药物缓释过程中，导致了药物不能很好的负载于二氧化硅表面，同时导致了贵金属在药物缓释过程中脱落。

发明内容

本发明的目的是针对现有贵金属纳米颗粒合成条件苛刻，颗粒之间极易团聚，功能化介孔二氧化硅合成工艺复杂、所用溶剂毒性高，且贵金属颗粒不能很好的分散于介孔二氧化硅复合材料内部等弊端，提供一种利用有序介孔二氧化硅良好的吸附性能，将贵金属离子吸附在二氧化硅的介孔当中，结合煅烧工艺达到原位合成纳米级贵金属颗粒/有序介孔二氧化硅复合材料并将纳米级的贵金属颗粒均与地分散于二氧化硅的介孔当中的功能化纳米介孔二氧化硅原位复合纳米金属粒子材料的制备方法。

本发明的一个技术方案提供了一种二氧化硅/金属复合材料的制备方法：将含硅化合物在含有有机模板剂的溶液中碱性条件下催化水解，得含有有机模板剂的多孔二氧化硅；将含有有机模板剂的多孔二氧化硅抽滤、洗涤，滤饼用乙醇萃取，除去萃取液后得多孔二氧化硅；将多孔二氧化硅与金属盐水溶液混合搅拌反应，抽滤、水洗，然后将粗产物置于还原气氛下热处理得到二氧化硅/金属复合材料。

根据本发明上述技术方案提供的制备方法，包含以下步骤：

1）将有机模板剂溶解在溶剂中，加入碱或碱的水溶液，升至20-95℃恒温搅拌；待全部溶解后，加入含硅化合物，保持恒温搅拌反应0.5-30小时；

2）将步骤1）得到的反应液抽滤，滤饼用溶剂洗涤，滤饼加入乙醇升至20-78℃恒温搅拌0.5-30小时；溶液抽滤，滤饼用溶剂洗涤，20-200℃干燥1-24小时；

3）将步骤2）得到的产物与金属盐水溶液20-95℃混合搅拌反应0.5-30小时，反应液抽滤、产物水洗；然后将粗产物在管式炉中，还原气氛下升温至200-1000℃后保温热处理0.5-24小时，得到二氧化硅/金属复合材料。

根据本发明上述技术方案提供的制备方法，在一些实施方式中，所述含硅化合物为有机硅化合物或无机硅化合物。

在本发明的又一些实施方式中，所述有机硅化合物选自正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、3-巯丙基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷，无机硅化合物选自碱金属硅酸盐或水合碱金属硅酸盐。

在本发明的又一些实施方式中，所述碱金属硅酸盐选自硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾、硅酸铷或硅酸铯。

在本发明的又一些实施方式中，所述水合碱金属硅酸盐选自水合硅酸锂、水合硅酸钠、水合硅酸钾、水合硅酸铷或水合硅酸铯。

根据本发明上述技术方案提供的制备方法，在一些实施方式中，所述有机模板剂为有机阳离子表面活性剂、有机阴离子表面活性剂或有机非离子表面活性剂，或有机阳离子表面活性剂与有机非离子表面活性剂的组合，或有机阴离子表面活性剂与有机非离子表面活性剂的组合。

在本发明的又一些实施方式中，所述有机阳离子表面活性剂选自烷基胺盐类、烷基季胺盐类或杂环类阳离子表面活性剂；有机阴离子表面活性剂选自烷基羧酸盐类、烷基磺酸盐类、烷基硫酸盐类或烷基磷酸酯盐类阴离子表面活性剂；有机非离子表面活性剂为聚氧乙烯型或多元醇型。

在本发明的又一些实施方式中，所述有机阳离子表面活性剂选自十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵；有机阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠；有机非离子表面活性剂为聚乙二醇。