[发明专利]一种具有开口结构的酸碱性Janus分级孔微囊的制备方法

说明书

本发明为一种具有开口结构的酸碱性Janus分级孔微囊的制备方法。该方法通过先对核/壳复合微球的外表面进行占位改性，然后对核/壳微球进行先溶胀形成带突起的各向异性的复合微球后再用良溶剂溶解去除模板来形成开口结构的微囊，最后对微囊内表面进行不同功能化，得到内表面显酸性外表面显碱性、内表面显碱性外表面显酸性的微囊材料。本发明得到的材料具有优异的生物相容性、良好的耐有机溶剂性能、耐化学腐蚀性能以及高的机械稳定性能，从而使其在微纳反应器、负载催化、级联反应等领域有着巨大的潜在应用价值。

技术领域

本发明的技术方案涉及有机、无机以及高分子材料领域，具体涉及一种具有开口结构的酸碱性Janus分级孔微囊的制备方法。

背景技术

近年来，壳层上有着多孔结构的微囊由于其具有低的密度、高的比表面积、良好的渗透性能、充分暴露的内外表面等竞争优势可以广泛应用于催化(Jiafu Shi,etal.Incorporating Mobile Nanospheres in the Lumen of Hybrid Microcapsules forEnhanced Enzymatic Activity[J].ACS Applied Materials&Interfaces,2013,5,10433-10436.)、微纳反应器(Fuping Dong,et al.Controlled synthesis of novelcyanopropyl polysilsesquioxane hollow spheres loaded with highly dispersed Aunanoparticles for catalytic applications[J].Chemical Communications,2012,48,1108-1110)、药物可控释放(Yingjie Wu,et al.Self-Propelled Polymer MultilayerJanus Capsules for Effective Drug Delivery and Light-Triggered Release[J].ACSApplied Materials&Interfaces,2014,6(13),10476-10481)、吸附-脱附(Yingmei Liu,etal.A Novel Smart Microsphere with Magnetic Core and Ion-Recognizable Shellfor Pb²⁺ Adsorption and Separation[J].ACS Applied materials&Interfaces,2014,6(12),9530-9542.)等领域。微囊的种类包括有机、无机、以及杂化微囊等。其中，无机微囊由于其超高的机械强度和良好的生物相容性受到人们的广泛关注。在大多数情况下，封闭的微囊结构、厚的壳层极大地增加了微囊囊腔与体系液体之间的传质阻力。然而，如果将微囊囊壁上的开口结构与介孔有效的结合可以明显的改善囊壁内外的传质速率，极大地提高催化效率(Jiafu Shi,Shaohua Zhang,et al.Open-mouthed hybrid microcapsules withelevated enzyme loading and enhanced catalytic activity[J].ChemicalCommunications,2014,50,12500-12503.)。化学性质上具有各向异性的Janus颗粒是一类特殊的胶体材料，例如同时具有酸性/碱性(Jinsuo Gao,Xueying Zhang,Jian Liu,etal.Selective Functionalization of Hollow Nanospheres with Acid and BaseGroups for Cascade Reactions[J].Chemistry A European Journal Communication,2015,21,7403-7407.)、亲水性/疏水性(Wei Cao,Renliang Huang,Wei Qi,et al.Self-Assembly of Amphiphilic Janus Particles into Monolayer Capsules for EnhancedEnzyme Catalysis in Organic Media[J].ACS Applied Materials&Interfaces,2015,7,465-473.)等。Janus材料在光学探针、组装、催化和颗粒乳化剂等领域有着广泛的潜在应用，然而制备选择性功能化的Janus微囊仍然是一个挑战，尤其是对微囊的内表面进行功能化。