功能介孔二氧化硅材料的制备、表征及应用
介孔二氧化硅材料由于具有非常大的比表面积、大的孔容、高度有序的孔道结构、可调控的孔径尺寸、单一的孔径分布、良好的生物相容性等特点，在传感、催化、吸附分离、生物成像和药物传递与示踪等方面显示出广阔的应用前景。经过二十多年的探索，随着各个研究领域的不断深入，探究功能介孔二氧化硅的合成和扩展其应用仍然具有十分重要的意义。本论文主要按照以下两个思路来选题和研究:探索合成新型功能介孔二氧化硅材料;探索所合成功能介孔二氧化硅材料的应用。 首先，以正硅酸四乙酯为硅源、十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂制备了不同孔径的SBA-15介孔硅，通过选择合适的硅烷偶联剂和指示剂对介孔硅进行修饰，利用X射线粉末衍射、透射电镜、红外、氮气吸附脱附、热重分析对其进行表征，证明材料的修饰是成功的。 其次，利用所修饰的材料实现了对重金属汞离子的检测与吸附去除。该方法对汞离子拥有高度选择性的同时其检测限可达到0.5ppb，达到美国环境保护署饮用水标准。修饰后的介孔硅对汞离子有良好的吸附性能，在初始浓度C0=1mM，吸附剂为1mg/mL时，吸附量Q=192mg/g。 再次，采用简便的原位合成的办法将氨基化介孔硅与溶液中的柠檬酸反应生成的荧光物质直接偶联在介孔硅孔道上，制备方法十分简便快速，表现出非常好的荧光特性。用XRD、TEM、FT-IR、TG等手段，对修饰前后的介孔硅进行形貌、孔道等结构方面的表征，表明荧光物质成功嫁接到介孔硅SBA-15表面。 最后，在此基础上将荧光介孔硅分别用于汞离子的检测和吸附以及乳腺癌细胞MCF-7的体外细胞成像。研究发现该材料对水溶液中的汞离子有高选择性和灵敏度。MTT实验表明荧光介孔硅FL-SBA-15有较低的细胞毒性，乳腺癌细胞MCF-7的体外细胞成像表明荧光介孔硅成功被MCF-7细胞吞噬，且展示了很强的蓝色荧光，说明该材料有应用于药物传导和示踪的潜力。该研究为设计制备具有多功能的复合纳米结构打下良好的基础，同时也将促进荧光介孔硅纳米粒子在众多领域的应用。
功能介孔材料;二氧化硅;检测方法;荧光特性
广西师范大学
硕士
物理化学
梁振华;张凌
2014
中文
TB383
69
2014-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）