二氧化硅基核壳结构微球的制备

论文摘要

核壳结构的微球将不同物质所拥有的不同性能有机地结合到一起,弥补了普通单一组份微球的不足,显示出单一组分无法具有的物理化学性能。而且相对于单一组分微球,核壳结构微球的单分散性、稳定性、可修饰性、自组装行为以及在光、电、磁、催化、化学和生物过程等方面的性质,都可以通过合理的设计,在更大程度上实现调控。而基于二氧化硅粒子的核壳微球具有实验制备条件要求低、易操作、结构稳定,易于表面修饰等特点。同时具有磁性的二氧化硅核壳复合微球不仅可利用其磁性吸附能力应用于蛋白质纯化、细胞分离,还可以将其组装成可调控的胶体光子晶体,用于显示器或传感器。本文基于这个研究思路,主要展开了以下几个方面的研究工作:1、在St（?）ber法基础上,通过对反应温度的调控,制备出可用于光子晶体组装的粒径均一、分散性好的SiO2微球,确定温度与微球粒径的关系。并以自制的PS为模板,利用表面沉积的方法,制备PS@SiO2核壳复合微球。通过高温煅烧,制备成空心SiO2球,并尝试其在组装液体类反蛋白石中的应用。2、采用水热合成法制备了α-Fe2O3胶体颗粒,探讨其椭球形貌形成机理及原料配比与椭球粒子轴径比的关系。以α-Fe2O3椭球为模板,合成不同轴径比的α-Fe2O3@SiO2核壳结构复合椭球胶体颗粒。通过优化实验条件,尝试采用L-B膜法在液-气界面上组装α-Fe2O3@SiO2核壳椭球胶体颗粒的二维有序薄膜组装体。3、利用水热合成法,通过阴离子的调控,合成六方结构的α-Fe2O3胶体颗粒,讨论实验条件对产物形貌和粒径的影响。利用改进St?ber方法,制备出单分散性的α-Fe2O3@SiO2核壳结构复合微球,探索其对流自组装方法生长胶体晶体的最佳生长环境。对α-Fe2O3@SiO2光子晶体薄膜进行磁化,使之转化为具有磁性的γ-Fe2O3@SiO2光子晶体薄膜,以进一步制备磁性可调控光子晶体。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 核壳微球的概述
• 1.1.1 微纳米核壳结构复合微球的定义
• 1.1.2 核壳结构复合微球的制备方法
• 1.1.2.1 溶胶—凝胶法
• 1.1.2.2 共沉淀法
• 1.1.2.3 乳液聚合法
• 1.1.2.4 自组装法
• 1.1.2.5 化学镀法
• 1.1.3 核壳结构复合微球的应用
• 1.1.3.1 吸波材料
• 1.1.3.2 光子晶体
• 1.1.3.3 生物医药载体材料
• 1.1.3.4 其他应用
• 1.2 磁性微球的概述
• 1.2.1 磁性微球的定义
• 1.2.2 磁性微球的制备
• 1.2.2.1 磁性无机复合微球的制备
• 1.2.2.2 磁性聚合物微球
• 1.2.3 磁性微球的应用
• 1.2.3.1 磁性微球在生物医学方面的应用
• 1.2.3.2 磁性微球在环境及食品生物检测方面的应用
• 1.2.3.3 磁性微球在其他方面的应用
• 1.3 本课题的研究思路及主要研究内容
• 1.3.1 研究思路
• 1.3.2 研究内容
• 2胶体微球的制备与组装'>第二章 Si0₂胶体微球的制备与组装
• 2.1 引言
• 2胶体微球的制备与组装'>2.2 单分散Si0₂胶体微球的制备与组装
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.1.1 试剂与仪器
• 2'>2.2.1.2 St（?）ber 法制备Si0₂
• 2胶体晶体'>2.2.1.3 垂直对流自组装制备Si0₂胶体晶体
• 2.2.1.4 样品的表征与测试
• 2.2.2 结果与讨论
• 2复合微球及空心球的制备'>2.3 PS@ Si0₂复合微球及空心球的制备
• 2.3.1 实验部分
• 2.3.1.1 试剂与仪器
• 2复合微球及空心球的制备'>2.3.1.2 模板法制备PS@ Si0₂复合微球及空心球的制备
• 2.3.1.3 样品的表征与测试
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 胶体椭球的制备与组装
• 3.1 引言
• 20₃椭球的制备'>3.2 α-Fe₂0₃椭球的制备
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.1.1 试剂与仪器
• 20₃椭球'>3.2.1.2 水热合成法制备α-Fe₂0₃椭球
• 3.2.1.3 样品的表征与测试
• 3.2.2 结果与讨论
• 20₃@ Si0₂复合椭球的制备'>3.3 α-Fe₂0₃@ Si0₂复合椭球的制备
• 3.3.1 实验部分
• 3.3.1.1 试剂与仪器
• 20₃椭球为模板制备α-Fe₂0₃@ Si0₂复合椭球'>3.3.1.2 以α-Fe₂0₃椭球为模板制备α-Fe₂0₃@ Si0₂复合椭球
• 3.3.1.3 样品的表征与测试
• 3.3.2 结果与讨论
• 20₃@ Si0₂复合椭球的组装'>3.4 α-Fe₂0₃@ Si0₂复合椭球的组装
• 3.4.1 实验部分
• 3.4.1.1 试剂与仪器
• 20₃@ Si0₂椭球薄膜'>3.4.1.2 L-B 法制备α-Fe₂0₃@ Si0₂椭球薄膜
• 3.4.1.3 样品的表征与测试
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 磁性核壳微球的制备与组装
• 4.1 引言
• 20₃微球的制备'>4.2 α-Fe₂0₃微球的制备
• 4.2.1 实验部分
• 4.2.1.1 试剂与仪器
• 4.2.1.2 水热合成法制备赤铁矿微球
• 4.2.1.3 样品的表征与测试
• 4.2.2 结果与讨论
• 20₃@ Si0₂复合微球的制备'>4.3 α-Fe₂0₃@ Si0₂复合微球的制备
• 4.3.1 实验部分
• 4.3.1.1 试剂与仪器
• 20₃@ Si0₂复合微球'>4.3.1.2 以赤铁矿微球为模板制备α-Fe₂0₃@ Si0₂复合微球
• 4.3.1.3 样品的表征与测试
• 4.3.2 结果与讨论
• 20₃@ Si0₂复合微球的组装及磁化'>4.4 α-Fe₂0₃@ Si0₂复合微球的组装及磁化
• 4.4.1 实验部分
• 4.4.1.1 试剂与仪器
• 20₃@ Si0₂及其磁化'>4.4.1.2 对流自组装法制备α-Fe₂0₃@ Si0₂及其磁化
• 4.4.1.3 样品的表征与测试
• 4.4.2 结果与讨论
• 4.5 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献