第一段反应温度：250°C， 反应时间：0. 5h，升温速率：30°C/min;第二段反应温度：550°C，反应时间：4h;升温速率： 3CTC/min〇
[0062] 将获得的多孔二氧化硅颗粒采用DLS动态光散射仪测量实心球核及多孔二氧化 硅颗粒的粒径，并采用BET氮吸附法测量颗粒的比表面积。结果如表1所示。
[0063] 实施例2
[0064] 多孔二氧化硅颗粒的制备步骤如下：
[0065] (1)以水玻璃为原料，通过离子交换制得硅酸，在pH值为碱性环境，以反应温度 100°C、硅酸滴加速率lOOOml/h条件下高温聚合制备晶种、颗粒生长，再经超滤浓缩后，制 备获得80nm二氧化硅球核。
[0066] (2)取上述80nm二氧化硅球核的胶体溶液50mL，加入含CTAB0? 6g的溶液15mL 混合，在l〇〇°C以20ml/min速率添加活性硅酸150mL，搅拌24h，从而在二氧化硅球核上生长 出多孔壳层。其中，CTAB与活性硅酸的摩尔比为0.04 :1。
[0067] (3)将包含二氧化硅球核及多孔壳层的颗粒的溶液，经过滤，洗涤，干燥，煅烧后得 到多孔二氧化硅颗粒。其中，煅烧采用两段煅烧法，反应条件为：第一段反应温度：250°C， 反应时间：0. 5h，升温速率：30°C/min;第二段反应温度：550°C，反应时间：4h;升温速率： 30°C/min〇
[0068] 将获得的多孔二氧化硅颗粒采用DLS动态光散射仪测量实心球核及多孔二氧化 硅颗粒的粒径，并采用BET氮吸附法测量颗粒的比表面积。结果如表1所示。
[0069] 实施例3
[0070] 多孔二氧化硅颗粒的制备步骤如下：
[0071] (1)以水玻璃为原料，通过离子交换制得硅酸，在pH值为碱性环境，以反应温度 100°C、硅酸滴加速率lOOOml/h条件下高温聚合制备晶种、颗粒生长，再经超滤浓缩后，制 备获得80nm二氧化硅球核。
[0072] (2)取上述80nm二氧化硅球核的胶体溶液50mL，加入含CTAB0?8g的溶液15mL 混合，在l〇〇°C以20ml/min速率添加活性硅酸110mL，搅拌24h，从而在二氧化硅球核上生长 出多孔壳层。其中，CTAB与活性硅酸的摩尔比为0.08 :1。
[0073](3)将包含二氧化硅球核及多孔壳层的颗粒的溶液，经过滤，洗涤，干燥，煅烧后得 到多孔二氧化硅颗粒。其中，煅烧采用两段煅烧法，反应条件为：第一段反应温度：250°C， 反应时间：0. 5h，升温速率：30°C/min;第二段反应温度：550°C，反应时间：4h;升温速率： 3CTC/min〇
[0074] 将获得的多孔二氧化硅颗粒采用DLS动态光散射仪测量实心球核及多孔二氧化 硅颗粒的粒径，并采用BET氮吸附法测量颗粒的比表面积。结果如表1所示。
[0075] 实施例4
[0076] 多孔二氧化硅颗粒的制备步骤如下：
[0077] (4)以水玻璃为原料，通过离子交换制得硅酸，在pH值为碱性环境，以反应温度 70°C、硅酸滴加速率500ml/h条件下高温聚合制备晶种、颗粒生长，再经超滤浓缩后，制备 获得50nm二氧化硅球核。
[0078] (5)取上述50nm二氧化硅球核的胶体溶液50mL，加入含C18TMS0? 6g的溶液15mL 混合，在70°C以lml/min速率添加活性硅酸110mL，搅拌30h，从而在二氧化硅球核上生长出 多孔壳层。其中，C18TMS与活性硅酸的摩尔比为0.06 :1。
[0079] (6)将包含二氧化硅球核及多孔壳层的颗粒的溶液，经过滤，洗涤，干燥，煅烧后得 到多孔二氧化硅颗粒。其中，煅烧采用两段煅烧法，反应条件为：第一段反应温度 ：200°C， 反应时间：0. 5h，升温速率：5°C/min;第二段反应温度：450°C，反应时间：4h;升温速率： 5°C/min〇
[0080] 将获得的多孔二氧化硅颗粒采用DLS动态光散射仪测量实心球核及多孔二氧化 硅颗粒的粒径，并采用BET氮吸附法测量颗粒的比表面积。结果如表1所示。
[0081] 实施例5
[0082] 多孔二氧化硅颗粒的制备步骤如下：
[0083] (7)以水玻璃为原料，通过离子交换制得硅酸，在pH值为碱性环境，以反应温度 100°C、硅酸滴加速率lOOOml/h条件下高温聚合制备晶种、颗粒生长，再经超滤浓缩后，制 备获得500nm二氧化硅球核。
[0084] (8)取上述500nm二氧化硅球核的胶体溶液50mL，加入含C18TMS0? 6g的溶液15mL 混合，在l〇〇°C以20ml/min速率添加活性硅酸110mL，搅拌20h，从而在二氧化硅球核上生长 出多孔壳层。其中，C18TMS与活性硅酸的摩尔比为0.06 :1。
[0085] (9)将包含二氧化硅球核及多孔壳层的颗粒的溶液，经过滤，洗涤，干燥，煅烧后得 到多孔二氧化硅颗粒。其中，煅烧采用两段煅烧法，反应条件为：第一段反应温度：250°C， 反应时间：0. 5h，升温速率：20°C/min;第二段反应温度：550°C，反应时间：4h;升温速率： 20°C/min〇
[0086] 将获得的多孔二氧化硅颗粒采用DLS动态光散射仪测量实心球核及多孔二氧化 硅颗粒的粒径，并采用BET氮吸附法测量颗粒的比表面积。结果如表1所示。
[0087]表1多孔二氧化硅样品的粒径及其比表面积
[0088]
【主权项】
1. 一种多孔二氧化硅的制备方法，包括如下步骤： 1) 以水玻璃为原料，通过离子交换、晶种制备、颗粒生长后，制得二氧化硅球核； 2) 在步骤1)制得的二氧化硅球核中，加入模板剂，并添加硅源，混合搅拌后，从而在二 氧化硅球核上生长出多孔壳层； 3) 选自以下任一步骤制备： A) 将步骤2)中制得的包含二氧化硅球核及多孔壳层的颗粒，经重复过滤、洗涤后，干 燥、煅烧，制得多孔二氧化硅颗粒； B) 将步骤2)中制得的包含二氧化硅球核及多孔壳层的颗粒，经有机溶剂萃取，制得多 孔二氧化硅颗粒。
2. 根据权利要求1所述的一种多孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所 述晶种制备条件为：反应温度：70-100°C ;搅拌方式：持续搅拌；搅拌时间：0. 5-12h ;pH值： 7-12 ;调节pH值试剂：NaOH水溶液。
3. 根据权利要求1所述的一种多孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述 颗粒生长条件为：反应温度：70-100°C ;硅酸的滴加速率：500-1000mL/h ;pH值：7-12 ;调节 pH值试剂：NaOH水溶液；搅拌方式：持续搅拌；搅拌时间：6-24h。
4. 根据权利要求1所述的一种多孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述 模板剂为结构导向剂；所述结构导向剂的质量百分比浓度为〇. 1-20% ;所述硅源为水玻璃 经离子交换制备的硅酸；所述结构导向剂与硅酸的摩尔比为：〇. 01-0. 5 :1。
5. 根据权利要求1所述的一种多孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述 生长多孔壳层的反应条件为：硅酸滴加速率：l-20ml/min ;反应温度：80-100°C ;搅拌时间： 20-30h。
6. 根据权利要求1所述的一种多孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述 制备步骤A)还包括以下条件中任一项或多项： I )所述过滤为离心过滤，所述离心转速为8000-15000r/min，离心时间为1-2分钟； Π )所述洗涤为将经离心过滤后的沉淀分散于水中进行超声洗涤，所述超声洗涤时间 为 l_3min ; III)所述过滤和洗涤的重复次数为2-3次； IV )所述干燥方式为在烘箱内烘干，所述烘干温度为110_130°C，烘干时间为0. 5-1. 5 小时； V )所述煅烧方式为两段煅烧法；所述两段煅烧法的反应条件为：第一段反应温度： 150-300°C，反应时间：0· 5-1. 0h，升温速率：1-50°C /min ;第二段反应温度：400-600°C，反 应时间：2-6h ;升温速率：1-50°C /min。
7. 根据权利要求1所述的一种多孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述 制备步骤B)中所述有机溶剂萃取为：将离心过滤后的沉淀分散于盐酸与乙醇的混合溶液 进行超声洗涤，重复过滤、洗涤后，至离心后的上层清液变为无色，将沉淀过滤，干燥。
8. 根据权利要求7所述的一种多孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂 萃取还包括以下条件中任一项或多项： i )所述离心转速为8000-15000r/min ;离心时间为1-2分钟； ii )所述盐酸与乙醇的质量比为I :4-6 ; iii)所述超声洗涤时间为4-6min ; iv )所述过滤和洗涤的重复次数为2-3次； V )所述干燥方式为在烘箱内烘干，所述烘干温度为110_130°C，烘干时间为0. 5-1. 5 小时。
9. 一种多孔二氧化硅颗粒，由权利要求1-8中任一权利要求所述制备方法制得。
10. 根据权利要求1-8中任一权利要求所述的一种多孔二氧化硅颗粒用于化学机械抛 光液磨料、化工催化剂、药物载体中的用途。
【专利摘要】本发明提供一种多孔二氧化硅的制备方法，包括如下步骤：1）以水玻璃为原料，通过离子交换、晶种制备、颗粒生长后，制得二氧化硅球核；2）在二氧化硅球核中，加入模板剂，并添加硅源，混合搅拌后，从而在二氧化硅球核上生长出多孔壳层；3）将包含二氧化硅球核及多孔壳层的颗粒，经过滤、洗涤、干燥、煅烧或有机溶剂萃取，制得多孔二氧化硅颗粒。本发明提供的一种多孔二氧化硅的制备方法，能够制备出具备极高的比表面积，良好的化学活性及吸附特性的多孔二氧化硅颗粒，可应用于化学机械抛光液磨料，化工催化剂，以及药物载体等领域，且适用于大规模工业生产的需求。
【IPC分类】C01B33-18
【公开号】CN104556071
【申请号】CN201410843300
【发明人】雷博, 刘卫丽
【申请人】上海新安纳电子科技有限公司, 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月29日