单分散二氧化硅微球的制备及研究开题报告

1. 研究目的与意义

单分散纳米二氧化硅微球因其具有较好的分散性、较大的比表面积、极好的光学性能、良好的化学稳定性和表面易功能化等优点，已在药物载体、涂料基质、催化剂模板以及生物标记探针等领域得到了非常广泛的运用。从查阅的关于二氧化硅纳米粒子制备的文献来看，目前国内外研究反应时间对二氧化硅微球的粒径大小和分布以及微球形的貌影响的报道还比较少，本文借鉴Stober法以正硅酸四乙酯为硅源，氨为催化剂，无水乙醇为反应溶剂，制备出了单分散的二氧化硅微球，主要从反应时间、氨水用量以及去离子水用量这三个方面着手，分析研究它们对生成的二氧化硅纳米微球粒径的均一性和大小影响；并在反应时间一定的条件下，分别探讨了在水浓度和氨浓度不同的情况下二氧化硅纳米粒子的生长过程及其生长机理。

2. 国内外研究现状分析

Lu ziyang等人采用溶胶凝胶法水解TEOS形成所谓的二氧化硅初级颗粒，然后加入利用共沉淀法制各的Fe304纳米颗粒，反应2小时后得到包裹有多个铁氧化物颗粒的二氧化硅磁性复台纳米颗粒。

李朝毅等以正硅酸乙酯为硅源、氨水为催化剂、正硅酸乙酯为硅源、醇为溶剂，采用改进后的溶胶－凝胶工艺制备二氧化硅微球，通过SEM、激光粒度仪着重探讨了正硅酸乙酯添加方式、溶剂类型以及反应温度对二氧化硅的颗粒大小和形貌的影响，并指出正硅酸水解对醇溶剂是有选择性的，用乙醇作为溶剂制备的二氧化硅微球的单分散性和球形度最好；正硅酸乙酯的连续滴定和分步滴定更有利于单分散二氧化硅微球的形成；随着反应温度的升高，生成的颗粒粒径将逐渐增大。

赵丽等以正硅酸四乙酯为原料，经过金属醇盐的水解、聚合，凝胶的形成、干燥以及煅烧等工艺制备出粒径大小在20～30nm 的二氧化硅粒子粉末。并指出醇盐水解、聚合的反应机理对于掌握溶胶-凝胶方法的重要性，而醇盐的水解、聚合反应和如下因素有很大关系：催化剂的种类及其用量、去离子水的用量、醇盐的种类，反应介质（溶剂）的种类及其用量、水解温度等。

3. 研究的基本内容与计划

通过改变反应时间，去离子水用量以及氨水用量来制备单分散二氧化硅微球，并用激光粒度仪和扫描电子显微镜对微球进行表征，探讨二氧化硅粒子的生长过程和生长机理。

2012.2-2012.3文献检索，资料准备，开题报告及探索性实验。

2012.3-2012.5单因素实验，确定各因素及其水平，确定最佳制备方法和原料配比。

2012.5-2012.6补充实验，撰写论文及论文答辩。

4. 研究创新点

采用用Stober法制备单分散二氧化硅微球，从反应时间、去离子水用量以及催化剂氨的用量等角度去考察各因素对微球粒径和分布的影响。