技术文章

Technical articles
热门搜索：嵌段共聚物 PEG衍生物 上转换纳米颗粒 磷脂脂质体 纳米材料 荧光染料等

当前位置：首页技术文章介孔硅包银（Ag@mSiO₂）的制备方法

介孔硅包银（Ag@mSiO₂）的制备方法

更新时间：2026-01-19点击次数：17
  介孔硅包银（Ag@mSiO₂）是典型的核 - 壳结构纳米材料，银纳米颗粒为核，介孔二氧化硅为壳，兼具银的抗菌、光学性能与介孔硅的负载、缓释特性。其制备核心是先构筑银纳米核，再在核表面包覆有序介孔硅壳层，常用方法为两步法（先核后壳，核壳结构可控）
  该方法先制备单分散银纳米颗粒（Ag NPs），再通过表面改性或直接诱导硅源在 Ag NPs 表面水解缩聚，形成介孔硅壳层，模板剂去除后得到介孔硅包银材料。

1. 银纳米颗粒（Ag NPs）的制备（柠檬酸钠还原法）

此方法条件温和，易控制 Ag NPs 粒径，且柠檬酸钠可作为稳定剂，防止颗粒团聚。

  • 原料：硝酸银（AgNO₃）、柠檬酸钠（Na₃C₆H₅O₇・2H₂O）、去离子水

  • 步骤

    1. 配置 0.01 mol/L AgNO₃ 溶液 20 mL，置于三口烧瓶中，加热至沸腾并保持剧烈搅拌。

    2. 快速注入 0.1 mol/L 柠檬酸钠溶液 5 mL（柠檬酸钠与 AgNO₃摩尔比约 1:1~3:1），溶液会从无色逐渐变为浅黄色、黄色，最终变为亮黄色，表明 Ag NPs 生成。

    3. 继续回流搅拌 30 min，冷却至室温，得到单分散 Ag NPs 胶体溶液，粒径可通过柠檬酸钠用量调控（用量越多，粒径越小）。

  • 关键要点：反应过程需避光，防止 Ag NPs 光致团聚；柠檬酸钠兼具还原剂和稳定剂作用，用量不足会导致颗粒团聚。

2.介孔硅壳层的包覆（表面活性剂模板法）

利用表面活性剂在 Ag NPs 表面形成胶束，诱导硅源水解缩聚，形成介孔壳层。

  • 原料：上述 Ag NPs 胶体溶液、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，模板剂）、正硅酸乙酯（TEOS，硅源）、氨水（NH₃・H₂O，碱源，调节 pH）、无水乙醇

  • 步骤

    • 焙烧法：沉淀干燥后，置于马弗炉中，以 2℃/min 的速率升温至 500℃，焙烧 4 h。注意：温度不宜超过 550℃，否则银纳米核会烧结团聚。

    • 萃取法（温和，适合粒径较小的 Ag@mSiO₂）：用盐酸 - 乙醇混合液（V 盐酸：V 乙醇 = 1:10）回流萃取 6~8 h，重复 2 次，干燥后得到介孔硅包银材料。

    1. 模板吸附与胶束形成：取 50 mL Ag NPs 胶体溶液，加入 0.2 g CTAB，超声分散 10 min 后，在 30℃ 下磁力搅拌 30 min，CTAB 会吸附在 Ag NPs 表面并自组装形成胶束。

    2. 调节反应环境：加入 2 mL 氨水（25 wt%）调节 pH 至 10~11，加入 10 mL 无水乙醇提升体系分散性。

    3. 硅源水解缩聚（包覆核心步骤）：缓慢滴加 0.5~1 mL TEOS（滴速 0.5 mL/min），持续搅拌反应 12~24 h。TEOS 在碱性条件下水解，生成的硅羟基会与 Ag NPs 表面的羟基结合，在 CTAB 胶束外形成二氧化硅壳层，胶束间隙即为介孔孔道。

    4. 产物分离与洗涤：离心（8000~10000 rpm，10 min）收集灰色沉淀，用去离子水和无水乙醇交替洗涤 3~4 次，去除游离的 CTAB 和未反应的硅源。

    5. 模板去除：

3. 关键调控要点

  • Ag NPs 表面改性：若 Ag NPs 分散性差，可在包覆前加入少量硅烷偶联剂（如 APTES），增强 Ag 与介孔硅的结合力，避免壳层脱落。

  • 壳层厚度调控：增加 TEOS 用量或延长反应时间，可增厚介孔硅壳层；反之则壳层变薄。

  • 介孔孔径调控：加入扩孔剂（如 TMB），可将介孔孔径从 2~5 nm 提升至 10 nm 以上。

4.常见问题与解决方法

  1. 壳层包覆不均匀 / 脱落：Ag NPs 分散性差，可增加柠檬酸钠用量；或加入硅烷偶联剂改善界面相容性。

  2. 银核团聚：焙烧温度过高或升温速率过快，需降低焙烧温度至 500℃ 以下，升温速率控制在 1~2℃/min。

  3. 介孔结构不明显：CTAB 用量不足，或反应时间过短，需增加 CTAB 用量并延长水解缩聚时间。