[发明专利]速溶纳米颗粒

说明书

公开了一种适合作为制备控制的孔尺寸和孔排列的膜的模板的二氧化硅纳米颗粒。二氧化硅纳米颗粒具有约1.96g/cm³或更低的密度。还公开了一种制备所述纳米颗粒的方法，其包括在存在金属盐或类金属化合物的水溶液介质中使正硅酸酯和一种醇或醇的混合物反应，可选地与氢氧化铵结合，分离得到的纳米颗粒，并且用酸处理得到的颗粒。

发明背景

纳米颗粒，特别是二氧化硅纳米颗粒，建议被用于多种应用，包括作为柱状色谱中的固体载体材料，作为电子工业中的抛光剂，膜技术，催化剂载体，二氧化硅聚合物复合材料，以及在诊断和药物递送应用中。需要均匀或单分散的纳米颗粒。进一步地，对于特定应用，例如制备具有均匀孔和希望的孔排列的膜，其中纳米颗粒可在膜的制备过程中被用作模板，这也就需要它们可溶于普通的或安全溶剂中。目前已知二氧化硅纳米颗粒仅可溶于腐蚀性溶剂例如氢氟酸或者缓慢溶于普通溶剂，例如碱的水溶液。因此，需要钠米颗粒尺寸均匀和/或快速溶解于普通或安全溶剂中。

发明简述

本发明提供了在普通或安全溶剂，特别是碱的水溶液中具有高溶解性或高溶解速度的二氧化硅纳米颗粒。二氧化硅纳米颗粒具有低颗粒密度和高内表面积。在实施方案中，二氧化硅纳米颗粒具有约50nm至约1000nm的粒径，以及约1.96g/cm³或更低的颗粒密度。

本发明进一步提供了一种制备这样的二氧化硅纳米颗粒的方法，该方法包括(a)在水性介质中在Ia或IIa族金属盐或类金属化合物的存在下，使正硅酸酯和醇或醇的混合物反应，任选地与氢氧化铵结合，(b)分离所得到的纳米颗粒，并且(c)用酸处理来自(b)的纳米颗粒。

由于二氧化硅在碱中高度可溶，它们可用作制备具有可控的孔径和可控孔空间排列的膜的可移除模板。

附图简述

图1比较了本发明的二氧化硅纳米颗粒和现有技术中二氧化硅纳米颗粒的特征。

图2描述了根据本发明的一个在制备中采用锂盐的实施方式的二氧化硅纳米颗粒的SEM显微照片，所述二氧化硅纳米颗粒具有160nm的SEM直径。

图3描述了根据本发明的一个同样在制备中采用锂盐的实施方式的二氧化硅纳米颗粒的SEM显微照片，所述二氧化硅纳米颗粒具有310nm的SEM直径。

图4描述了根据本发明的一个在制备中采用钠盐的实施方式的二氧化硅纳米颗粒的SEM显微照片，所述二氧化硅纳米颗粒具有540nm的SEM直径。

图5描述了根据本发明的一个在制备中采用钙盐的实施方式的二氧化硅纳米颗粒的SEM显微照片，所述二氧化硅纳米颗粒具有440nm的SEM直径。

图6描述了根据本发明的一个在制备中采用镁盐的实施方式的二氧化硅纳米颗粒的SEM显微照片，所述二氧化硅纳米颗粒具有270nm的SEM直径。

图7描述了根据本发明的一个在制备中采用硼酸的实施方式的二氧化硅纳米颗粒的SEM显微照片，所述二氧化硅纳米颗粒具有280nm的SEM直径。

发明详述

根据一个实施方式，本发明提供了具有约50nm至约1000nm直径，1.96g/cm³或更低颗粒密度的二氧化硅纳米颗粒。

在一个实施方式中，本发明的二氧化硅纳米颗粒具有约1.93至约1.96g/cm³的颗粒密度。