Pickering乳液模板法制备介孔SiO 2 微球及其性能研究
发布时间：2021-11-20 01:22
介孔氧化硅微球具有物理化学稳定性高、密度低、便于与反应体系分离等特点,在化学工业中具有十分广泛的应用。特别是那些具有多区室结构的介孔微米球,不仅可以显著提高微球内部的传质效率,还能从时空上控制其内部发生的物理化学过程。因此,氧化硅微球的制备及其内部结构调控一直受到科学家们的广泛关注。目前,主要通过液滴微流控法、喷雾干燥法以及模板法等方法来制备氧化硅微球。然而这些方法所制备的氧化硅微球缺乏内部区室,并且内部结构相对比较单一,无法在微米尺度上对微球内部结构进行精准调控。因此,寻求一种快速高效的方法来规模化制备内部结构可控的介孔氧化硅微球具有十分重要意义。本论文以固体颗粒稳定的Pickering乳滴界面为模板生长微球的外壳,利用表面活性剂分子在乳滴限域空间内自组装诱导的溶胶-凝胶过程来构建内部区室,成功制备了一系列具有不同新奇内部结构的氧化硅微米球。这种合成策略可以分别调控发生在油/水界面和液滴限域空间内的溶胶-凝胶过程,从而实现微球外壳层和内部结构的单独调控。并研究了这些微球在二氧化碳吸附和酶催化反应方面的应用。具体研究内容包括以下几个方面:通过将固体颗粒稳定的Pickering乳液和乳滴...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
聚苯乙烯球烧结形成的胶体体的SEM图像[71]
第一章绪论9温度的情况下，仅有尼罗红选择性地从氧化硅颗粒中释放，而当降低环境的pH时，CFDA单独释放。这项工作表明胶体体在多载体选择性释放方面有潜在的应用。Liu等人以Pickering乳液为模板，基于表面活性剂在乳滴限域空间内组装来制备内部结构丰富的碳微球，通过调变合成参数，得到一系列内部结构新颖的碳微球[76]。图1.6双响应性胶体体的制备过程和两种装载物的选择性释放示意图[75]Figure1.6Dualresponsivecolloidosomes:schematicillustrationofsynthesisprocedureandprogramedreleaseoftwopayloads.[75]1.2.3.3制备多孔整体材料多孔整体材料因其具有孔隙率高、质量轻、孔径大小可调等特点，被广泛应用于吸附、过滤、催化剂载体等领域[77]。以Pickering乳液为模板来制备多孔整体材料，通常是将高内相Pickering乳液的连续相聚合后，通过加热干燥除去分散相，得到具有三维网络结构的多孔整体材料。通过改变最终消失相的量、形状及尺寸等条件可以调控得到整体材料的致孔率、孔形状、孔径大小及孔分布等。此外，在利用Pickering乳滴模板制备高内相乳液聚合物材料时，还可以通过对颗粒乳化剂进行功能化来得到功能化的多孔整体材料。Stefan等人[78]首次提出使用Pickering乳液作为模板来制备整体材料的概念。他们通过使用两种不同的乳化剂来稳定Pickering乳液（图1.7），从而在不同的结构单元中创造不同微环境，这对设计用于多步反应的多孔整体材料具有潜在的好处。他们还通过使用荧光标记和未标记的胶体粒子作为稳定剂来阐释这一原理。结果表明，通过使用两种甚至是多种类型的乳化剂，可以设计得到多种多功能化的多孔整体材料。
生器形成微液滴；（2）液滴在微通道中成型；（3）使液滴固化形成微球。[81] Lee[82]和 Carrol 等人[83]报道了一种通过单步操作微流控装置制备有序介孔氧化硅的方法。这种方法结合了微流控乳化技术和快速溶剂蒸发诱导的自组装技术。单分散液滴在流体聚焦孔处生成，并在微通道内组装成介观结构的氧化硅/表面活性剂复合球，如图 1.8a 所示。通过改变合成参数，如微流体通道的几何形状、前驱体溶液和油的流速及类型，可以容易地控制微球的尺寸和表面形貌。Yang 等人[84]将溶胶-凝胶化学与液滴微流控技术相结合，一步合成尺寸和形貌可控的单分散中空氧化硅微球（图 1.8b）。通过改变硅源和分子表面活性剂的浓度，实现了微球结构从中空到部分中空再到实心的调控。
【参考文献】：
期刊论文
[1]益生菌微胶囊技术及其在食品中的应用研究进展[J]. 田文静,孙玉清,刘小飞. 食品工业科技. 2019(16)
[2]On the spray drying of uniform functional microparticles[J]. W.Liu,X.D.Chen,C.Selomulya. Particuology. 2015(05)
[3]以Pickering乳液为模板制备中空微胶囊[J]. 刘国鹏. 齐鲁师范学院学报. 2013(03)
本文编号：3506282
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
聚苯乙烯球烧结形成的胶体体的SEM图像[71]
第一章绪论9温度的情况下，仅有尼罗红选择性地从氧化硅颗粒中释放，而当降低环境的pH时，CFDA单独释放。这项工作表明胶体体在多载体选择性释放方面有潜在的应用。Liu等人以Pickering乳液为模板，基于表面活性剂在乳滴限域空间内组装来制备内部结构丰富的碳微球，通过调变合成参数，得到一系列内部结构新颖的碳微球[76]。图1.6双响应性胶体体的制备过程和两种装载物的选择性释放示意图[75]Figure1.6Dualresponsivecolloidosomes:schematicillustrationofsynthesisprocedureandprogramedreleaseoftwopayloads.[75]1.2.3.3制备多孔整体材料多孔整体材料因其具有孔隙率高、质量轻、孔径大小可调等特点，被广泛应用于吸附、过滤、催化剂载体等领域[77]。以Pickering乳液为模板来制备多孔整体材料，通常是将高内相Pickering乳液的连续相聚合后，通过加热干燥除去分散相，得到具有三维网络结构的多孔整体材料。通过改变最终消失相的量、形状及尺寸等条件可以调控得到整体材料的致孔率、孔形状、孔径大小及孔分布等。此外，在利用Pickering乳滴模板制备高内相乳液聚合物材料时，还可以通过对颗粒乳化剂进行功能化来得到功能化的多孔整体材料。Stefan等人[78]首次提出使用Pickering乳液作为模板来制备整体材料的概念。他们通过使用两种不同的乳化剂来稳定Pickering乳液（图1.7），从而在不同的结构单元中创造不同微环境，这对设计用于多步反应的多孔整体材料具有潜在的好处。他们还通过使用荧光标记和未标记的胶体粒子作为稳定剂来阐释这一原理。结果表明，通过使用两种甚至是多种类型的乳化剂，可以设计得到多种多功能化的多孔整体材料。
生器形成微液滴；（2）液滴在微通道中成型；（3）使液滴固化形成微球。[81] Lee[82]和 Carrol 等人[83]报道了一种通过单步操作微流控装置制备有序介孔氧化硅的方法。这种方法结合了微流控乳化技术和快速溶剂蒸发诱导的自组装技术。单分散液滴在流体聚焦孔处生成，并在微通道内组装成介观结构的氧化硅/表面活性剂复合球，如图 1.8a 所示。通过改变合成参数，如微流体通道的几何形状、前驱体溶液和油的流速及类型，可以容易地控制微球的尺寸和表面形貌。Yang 等人[84]将溶胶-凝胶化学与液滴微流控技术相结合，一步合成尺寸和形貌可控的单分散中空氧化硅微球（图 1.8b）。通过改变硅源和分子表面活性剂的浓度，实现了微球结构从中空到部分中空再到实心的调控。
【参考文献】：
期刊论文
[1]益生菌微胶囊技术及其在食品中的应用研究进展[J]. 田文静,孙玉清,刘小飞. 食品工业科技. 2019(16)
[2]On the spray drying of uniform functional microparticles[J]. W.Liu,X.D.Chen,C.Selomulya. Particuology. 2015(05)
[3]以Pickering乳液为模板制备中空微胶囊[J]. 刘国鹏. 齐鲁师范学院学报. 2013(03)
本文编号：3506282
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