[发明专利]一种介孔SBA-15无粘连微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种介孔二氧化硅微球的制备方法，具体的说就是可用于高效液相色谱的介孔SBA-15无粘连微球的制备方法。

背景技术

自1998年赵东元等以三嵌段共聚物P123为模板，合成出了有序介孔二氧化硅材料SBA-15以来，SBA-15作为有序介孔材料之一，因其具有高的比表面、窄的孔径分布、可控的孔径大小和大量的硅羟基这些介孔材料的优点外，与MCM-41相比具有大的孔径、厚的孔壁和更高的稳定性。因此其在催化、吸附、分离、生物传感器、纳米材料反应器和药物缓释等领域展示了诱人的应用前景。尤其是单分散的SBA-15微米球的研发及其在色谱中的应用。

目前，SBA-15微球的合成，主要的是采用表面活性剂P123为模板，或者CTAB为助模板剂在酸性或者碱性条件下合成了微米级的球形二氧化硅。其中，han等（Yu Han, Su Seong Lee, Jackie Y. Ying, Spherical Siliceous Mesocellular Foam Particles for High-Speed Size Exclusion Chromatography, Chem. Mater., 2007, 19, 2292-2298）合成了粒径约5 μm、孔径分布在10-26 nm的球形二氧化硅应用于体积排阻色谱成功分离了聚苯乙烯。梁鑫淼（Huihui Wan, Lin Liu, Cunman Li, et al. Facile synthesis of mesoporous SBA-15 silica spheres and its application for high-performance liquid chromatography, J. Colloid Interf. Sci., 2009, 337, 420-426）等合成了粒径可控的孔径分布在23 nm左右的介孔二氧化硅微球应用于反相色谱。然而这些方法制备的介孔SBA-15微球粘连程度高，分散性差，因此提高其分散性和粒径的均匀性成为一个很大的挑战。

发明内容

本发明目的在于提出一种分散性好、无粘连、微米级的介孔二氧化硅微球的制备方法。

本发明提供的技术方案是：

一种介孔SBA-15无粘连微球的制备方法，是在稀盐酸中，以三嵌段共聚物P123为模板，以氯化钾（KCl）和均三甲基苯（TMB）为辅助剂，以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，以氟化铵（NH₄F）作为微孔消除剂，制备无粘连的介孔SBA-15微球。

前面所述的制备方法，还加入水溶性聚合物（如，聚乙烯醇（PVA））作为分散剂。

前面所述的制备方法，优选的方案在于：具体步骤如下：

（a）把P123、KCl加入到的盐酸中，加热并搅拌至形成澄清溶液；

（b）降低温度，加入TMB继续搅拌后，滴加TEOS，滴加完毕后加入水溶性聚合物PVA，溶解后停止搅拌；升高温度至38~40℃（优选39℃），静置20~24 h（优选23 h）；

（c）加入NH₄F，在100~105℃（优选102℃）水热晶化20~24 h（优选23 h）；水热晶化完毕后，过滤出产物，用蒸馏水洗涤掉可溶性盐类组分，50~60℃（优选55℃）干燥4 h，然后540~560℃煅烧去除挥发性组分，得到无粘连的介孔SBA-15微球；

所用各物料的质量比例为P123 : KCl : 盐酸 : TMB : TEOS : PVA : NH₄F = 1.0 : 0.7~0.8 : 35~37 : 0.5~0.7 : 2.1~2.3 : 0.2~1.0 : 0.01~0.02（优选的，质量比例为P123 : KCl : 盐酸 : TMB : TEOS : PVA : NH₄F = 1.0 : 0.75 : 36 : 0.6 : 2.2 : 0.6 : 0.015）。