② 有机相的去除阶段。通过物理方法或者化学处理方法,去除有机模板剂,然后留下一些通道,这种通道是介孔尺寸,便形成了介孔二氧化硅。
虽然对于介孔二氧化硅的合成工艺的研究已经有20多年的历史,但对于其合成机理仍然存在着很多争议。其中被广泛认同的观点主要是以下两种:一,液晶模板机理;二,协同作用机理。对于液晶模板机理来说,是表面活性剂在酸或者碱性条件下形成液晶,这些液晶即为形成介孔结构的模板。而协同作用机理是通过无机硅源和表面活性剂一起协调产生作用,由无机硅源形成无机离子,表面活性剂形成液晶,它们之间进行相互作用。液晶结构的物质会进行自组装式的六方排布。这种排布主要包括三种;一,电荷匹配模板;二,配体辅助模板;三,中性模板。然后进行层状的转变,转变的结果是变为六方相结构。其最主要的是,在特定的条件下,最先会在溶液里面形成一层,慢慢的这种层状结构会变少,六方相开始产生,到了最后层状的结构完全消失,全部变为六方晶系。
在合成介孔二氧化硅的过程中,有一种物质起到了模板剂的作用,这种物质是表面活性剂。未添加表面活性剂的溶液中,有着不同浓度的、不同存在形式的电荷结构和不同性质的亲水基团。这些亲水基团按照电荷类别进行分类可以分为:正电荷、负电荷、中性的表面活性剂。表面活性剂含有两种基团,亲水性基团和亲油性基团两种。亲水基团在溶液中被水吸引,而亲油性基团则会被水分子排斥。因此,当表面活性剂加入到溶液中时,亲水端位于水溶液一侧,亲油端位于空气侧。随着浓度的增加,表面吸附将达到饱和。此时,吸附在表面上的活性剂分子全部对齐,亲油基团的一端在空气侧。如果浓度进一步增加,表面活性剂的分子将倾向于在溶液中聚集以形成胶束,目的是降低能量。使用不同品种的表面活性或者是使用的表面活性剂的浓度不同,胶束形状可以是球形,也可以是柱状或层状。但是如果添加的表面活性剂分子的浓度变得很大的时候,由于整个体系的能量不能无限大,胶束便会聚集并规则地排列在一起,其形状可能是柱状或者是层状排列,并且排列成球形胶束。将聚集的胶束之间的间隙填充无机颗粒溶液并干燥除去溶剂,然后对有机物进行焙烧或萃取,留下与胶束尺寸(或通道)相似的孔,并对齐,孔壁为无机材料。合成机理如图1。1[4]。
图 1。1 介孔二氧化硅微球合成机理
1。5介孔二氧化硅制备工艺的研究进展
20世纪90年代有了介孔二氧化硅纳米粒子,Yanagisawa在1990年,Kresge在1992年,分别合成了六方孔,MCM-41立方孔和孔径为2~10nm,MCM-48中孔,分别采用硅胶材料,用于工业催化。一般来说合成方法有溶胶-凝胶法,水热合成法,相变法,沉淀法和微波合成法。其中最广泛使用的是便是溶胶-凝胶法和水热合成法。这两种方法的相同点都是,主要以有机硅源-TEOS为原料,模板剂为有机的表面活性剂,在一定的条件下合成出纳米级别的粒子,然后通过化学方法或物理方法除去表面活性剂,留下的产物便是具有介孔结构的纳米介孔二氧化硅颗粒。二氧化硅的结构骨架很稳定,且孔径规则在2〜50nm的范围内可连续调节,表面富含羟基,易于修饰等特点,可以有效地加载和运输不同尺寸和药物类型。通过改善介孔二氧化硅的结构参数,如孔径,比表面积和比孔容积,可以提高药物释放行为。
1。6溶胶-凝胶法及其优势
1。6。1溶胶-凝胶法