[发明专利]一种利用介孔二氧化硅包裹纳米颗粒的复合纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种利用介孔二氧化硅包裹纳米颗粒的复合纳米材料及其制备方法与应用。本发明先将纳米颗粒分散于乙醇水溶液中，加入氨水调节pH，再在超声作用下滴加十六烷基三甲基溴化铵的乙醇水溶液，之后继续超声，再滴加正硅酸乙酯，经纯化，得到以介孔二氧化硅为壳、纳米颗粒为核、大小均匀、稳定且可控的复合纳米材料；本发明制备方法能将不同种类/功能的双核或三核纳米颗粒嵌入到同一介孔二氧化硅壳中，实现多核包裹，且方法通用，可扩展到更多不同的纳米颗粒的包裹，制备过程绿色高效，室温下即可进行，所用溶剂亲水，成本较低，工艺简单，所得复合纳米材料的粒径低至50nm，还可通过调整所用试剂的配比，得到不同尺寸的复合纳米材料。

技术领域

本发明涉及一种利用介孔二氧化硅包裹纳米颗粒的复合纳米材料及其制备方法与应用，适用于医药、能源催化剂、环境污染治理等技术领域。

背景技术

纳米材料因特有的物化性质而具有广阔的应用前景，但因难以控制其稳定性导致其很多实际应用受到限制。介孔二氧化硅材料形貌均一，孔道可调变，孔容和比表面积高，生物相容性和降解性良好，易于表面修饰，是极具应用潜力的载体。目前，有很多科研学者利用介孔二氧化硅材料(壳)包裹不同纳米颗粒(核)来解决纳米材料稳定性的问题。

但是，目前介孔二氧化硅材料包裹纳米颗粒存在以下问题：

(1)只能实现一种纳米颗粒的包裹；

(2)一般实验都需在高温下进行，且步骤繁琐；

(3)大部分实验都涉及非极性(疏水)溶剂，如氯仿、二氯苯等，这限制了材料的很多应用，如医药、环保等；

(4)包裹后的纳米颗粒稳定性依然不高；

(5)制得的介孔二氧化硅纳米粒子粒径不可控，波动范围太大；

(6)还有一些实验是先在纳米颗粒的表面进行包覆，再利用介孔二氧化硅包裹来制备核壳材料，虽然纳米颗粒的稳定性提高了，但多层的包裹使得纳米颗粒的比表效应/活性降低了。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种利用介孔二氧化硅包裹纳米颗粒的复合纳米材料及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种利用介孔二氧化硅包裹纳米颗粒的复合纳米材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将纳米颗粒(NPs)分散于乙醇水溶液中，再加入氨水，搅拌均匀，得到溶液a；将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于相同的乙醇水溶液中，得到溶液b；

(2)在超声作用下将所述溶液b滴加到所述溶液a中，之后继续超声，得到溶液c；

(3)在所述溶液c中滴加正硅酸乙酯(TEOS)，之后依次经搅拌、固液分离和纯化，得到所述复合纳米材料；