不同尺寸的单分散SiO2空心球的制备【文献综述】

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1、毕业论文文献综述理论物理不同尺寸的单分散SiO2空心球的制备摘要：纳米材料由于材料尺寸的下降而表现出一些宏观时所不具备的特殊性能，主要有：小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。本文阐述了SiO2纳米空心球的几种主要制备方法及SiO2纳米空心球的主要用途。主要回顾了SiO2纳米空心球主要的制备方法。最后提出本人制备SiO2纳米空心球的实验方法及研究其部分性能。关键字：聚合电解质，Stöber制备法，溶胶凝胶法，微乳液法。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领

2、域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，像铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。什么叫纳米材料，纳米材料就是：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100

3、纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。SiO2纳米空心球是纳米材料中最重要的一种之一。由于SiO2纳米空心球在液体介质中具有极高的稳定性，纳米核壳结构沉积过程及壳的厚度可控性好，壳体具有化学惰性、透光性等；另外，二氧化硅颗粒表面的硅醇基往往是聚合物吸附的场所，很多中极性、高极性的均聚物和共聚物均可通过氢键被吸附在其表面，因此，二氧化硅是非常好的包覆材料。二氧化硅常用作金属纳米颗粒、半导体量子点、荧光

4、物质等表面修饰材料形成SiO2核壳型复合材料，能稳定材料主体、有效防止团聚，还能进一步功能化，使之高度分散于非极性溶剂、玻璃、聚合物等体系中。采用二氧化硅作为壳层材料另一个特点在于:其胶体颗粒在一定条件下能形成有序排列的胶体晶体(colloidalcrystal)。由于SiO2纳米空心球具有生物相容性好、比表面积大、孔径和孔容可以调节、孔道均匀、表面易于修饰等优点，其在催化、分离、传感器、生物医药等方面具有广泛的应用前景，特别是在载药和药物控制释放领域。SiO2纳米空心球主要的制备方法有下列几种：水热法：

5、利用水热反应合成物质，再经分离和热处理制备纳米粒子的一种方法。近来，发展的新技术主要有(1)微波水热法、(2)超临界水热合成、(3)反应电极埋弧(RESA)法。特点：粒子形成经历了溶解、结晶过程，该法具有粒子纯度高、分散性好、晶形好、大小可控、晶粒发育完整、可使用较为便宜的原料、易得到合适的化学计量物等优点。溶胶-凝胶(Sol-Gel)法：向硅醇盐或无机盐溶液中加入溶剂、催化剂、螯合剂等，经水解直接形成无流动性的溶胶或经解凝形成溶胶，再于一定的条件下转变为均一凝胶，然后将凝胶干燥、焙烧，去除有机成分，最后

6、得到SiO2纳米空心球。特点：该法反应温度低，可获得粒径很小的纳米粒子、粒径分布窄，晶型和尺寸可控。微乳液和反相微乳液法：在合成纳米材料方面得到了广泛的应用。微乳液法是将硅盐和一定的沉淀剂形成微乳状液，在较小的微区内控制胶粒成核和生长，经过热处理后得到SiO2空心球。特点：该法可以通过调整微乳液的组成和结构，实现对粒子尺寸、形态、结构乃至物性的人为调控，制得的空心球分散性好。另外该方法还具有实验装置简单、操作方便、能耗低、应用领域广等优点。沉淀法：(1)共沉淀法：在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，让所有

7、离子完全沉淀。(2)水解法：利用硅盐溶液在水解剂中发生水解，经加热分解后制备SiO2空心球。实验上用水解法制备SiO2空心球的方法有两种，一种是Massart水解法，另一种是滴定水解法。特点：(1)该法简捷，而且通过向沉淀混合液中加入有机分散剂或络合剂，可提高空心球的分散性，使空心球具有相当好的稳定性，克服了易团聚的缺点。(2)制得的纯度高、内径小、径度分布窄。Stöber制备法：是溶胶凝胶发中的一种，所制备的材料化学纯度高、均匀性好，可用于制备玻璃、涂料、陶瓷、纤维以及相关复合材料的薄膜、微粉和块体等多

8、种类型的材料，其技术特点如下：(l)通过各种反应物溶液的混合，很容易获得需要的均相多相分组体系；(2)对材料制备所需的温度可大幅降低，从而能在较温和的条件下合成出陶瓷、玻璃、纳米复合材料等功能材料；(3)由于溶胶的前驱体可以提纯，而且溶胶一凝胶过程能低温下可控制地进行，因而可制备高纯或超纯物质，且可避免在高温下对反应容器的污染等问题；(4)溶胶或凝胶的流变性质有利于通过某种技术，如喷射、旋涂、浸拉、浸渍等制备各种膜、纤维或沉积