纳米空心二氧化硅的合成及在蛋壳形催化剂制备的应用(5)
操作简单、反应无污染,所形成的产物纯度高、粒径分布均匀、比表面积大、颗粒尺寸
和形态均可控,因而用该法制备空心球结构的纳米材料有其特殊的优势。
1.4.3 层层自组装法
自组装合成技术是今年来引人注目新的合成技术。利用LBL（Layer-by-Layer）自
组装法制备空心球结构材料是最近几年的研究结果，而其效果也比较突出。最初由
Decher等[22]
提出的带相反电荷的聚电解质在液/ 固界面通过静电作用交替沉积形成多
层膜的自组装技术的基础上,发展了一种在带电荷的胶体微粒上组装多层膜的技术。自
组装即层层自组装，将沉积物粒子与带相反电荷聚合物样品的静电吸引，将无机物沉
积在聚合物表面，通过聚合物高分子和无机粒子多层交替吸引，焙烧除去有机物，可
以得到不同壳层厚度的中空材料。Carusol
[23]
等人用LBL技术，将二氧化钛、二氧化硅
和粒子沉积在PS球模板上，合成聚合物/无机复合材料及无机空心球结构材料。得到
的无机粒子的尺寸为3-100nm，而用做模板的聚苯乙烯的粒径范是210-640nm。
LBL自组装技术合成无机物中空材料有很多，例如二氧化硅[24]
,二氧化钛[25]
，四
氧化三铁[26]
、磷酸、氧化铝[27]
等。该方法具有过程简单，成膜物质丰富,制备的薄膜
具有良好的机械和化学稳定性,薄膜的组成和厚度可控等诸多优点。但这种制备方法必
须事先合成所需结构的嵌段或接枝聚合物，制备过程复杂且壳层物种受限于聚合物种
类，要想得到无机物或半导体构成的中空纳米粒子，必须采用其他方法。
1.4.4 超声波法
超声波（20-50MHz）技术在物理、化学、生物、材料、医学、环境等领域有着
广泛的应用，尤其在纳米材料这方面的应用，超生化学已成为当前非常活跃的研究方
向。由于超声波所产生的超声空化气泡爆炸时释放出巨大的能量，产生局部的高温高
压环境和具有强烈冲击力的微射流,能够驱动许多化学反应[28]
。Rana 等[29]
研究了超
声波对材料结构的影响， 发现用CTAB 作结构导向剂,TEOS作为硅源,在超声波辐射下,
室温下反应1h就可合成出空心球状的介孔SiO2，如果不用超声波，即使反应温度提高
到80℃，反应时间延长至6h，仍制备不出SiO2 空心球。用超声波方法制备材料的最
大的优点在于反应可以在室温下进行,且反应时间短。
超声波法虽然简单易行,但所制备样品的形貌和粒径较难控制。超声技术对体系
的性质没有特殊要求，只要有传输能量的液体介质即可，对各种反应体系都有很强的
通用性。这些优点决定了超声波在制备各种结构纳米材料中的独特应用，使其成为一
种非常吸引人的制备方法。
1.4.5 模板-界面反应法
该方法的基本原理是将化学反应限制在模板的表面。在反应过程中，模版为反应
物参加反应，生成物作为壳包覆在未反应的模板上。随着反应的进行，核模板的量逐
渐减少，而壳层厚度不断增加，最后反应生成物形成了空心微球结构。这是一种全新
的制备方法，最早由中国科技大学谢毅等[30]
在2000年提出的。
Chen等[36]
通过油酸和高锰酸钾在O/W界面的反应成功地制备出由层状MnO2构成
的纳米尺寸空心球和蜂巢结构纳米球。高锰酸钾水溶液跟油酸混合，形成稳定的O/W
乳状液滴，然后在液滴界面发生氧化还原反应油酸被氧化成二元醇，高锰酸钾被还原
成二氧化锰，通过控制反应的高锰酸钾和油酸的摩尔比，经过两个过程分别得到层状
下一篇：抗生素制药废水处理工艺设计