一种介孔二氧化硅-铂Janus纳米马达的制备方法

本发明属于功能纳米材料，具体涉及一种介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法。

背景技术：

1、双面神(janus)纳米粒子作为一种具有非对称结构的纳米材料，可在单个粒子中整合两种或两种以上的化学成分，表现出不同的物理和化学性质。目前，janus纳米粒子的制备方法主要有：物理气相沉积(pvd)、电化学沉积、微流体技术和自组装法(pickering乳液、瞬时纳米沉淀法和选择性生长等)。然而这些方法成本高、过程复杂或需要特殊的设备，难以可控合成和批量制备。

2、纳米马达是纳米尺度的人工驱动器，可以将各种能量(化学能、磁能、超声波能、和光能)转化为自主运动的机械能，在药物输送、环境修复，货物迁移，传感和微型制造展现出极大的应用前景。msio2-pt janus纳米粒子由非金属msio2和金属pt组成，msio2大的比表面积能够负载大量小分子目标物，pt能够催化h2o2产生o2从而通过类喷气作用推动粒子自主运动，是一种优异的纳米马达候选材料。除了上述传统的制备方法，díez等人(acs nano2021,15,4467–4480)开发了石蜡掩蔽msio2球一侧，再将pt定向生长从而制备msio2-ptjanus纳米马达的方法，但将msio2完全封装在石蜡表面存在很大困难，在msio2-pt janus纳米马达中空白msio2球难以避免。

3、因此，开发成本低、制备过程简单、易批量生产、产物质量高的msio2-pt janus纳米马达的合成方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服目前janus马达制备成本高，缺乏操作便利性，难以批量化生产等问题，提供一种介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法。

2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

3、一种介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，该制备方法是以正硅酸乙酯和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为造孔剂，合成介孔二氧化硅纳米球；采用3-氨丙基三甲氧基硅烷对介孔二氧化硅纳米球进行氨基修饰，通过戊二醛将聚乙烯亚胺与介孔二氧化硅球偶联，接着通过静电吸附将氯铂酸吸附到介孔二氧化硅纳米球上，以水合肼为还原剂将其还原，最终形成介孔二氧化硅-铂janus纳米马达。

4、进一步地，如上所述介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，其具体包括如下步骤：

5、1)msio2的制备：将十六烷基三甲基溴化铵溶于水和无水乙醇的混合液中，35℃下搅拌一段时间，然后快速加入正硅酸乙酯和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，继续快速搅拌反应12～48h；在一定转速下离心收集产物，并用无水乙醇洗涤2～3次，将收集的产物分散在无水乙醇中，加入浓hcl，在60℃下搅拌一段时间，重复处理三次充分去除模板十六烷基三甲基溴化铵，最终产物经离心、乙醇洗涤收集，得到去除模板的msio2；

6、2)msio2的表面修饰：将去除模板的msio2分散在无水乙醇中，在搅拌条件下缓慢滴加3-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌过夜，反应结束后离心并用无水乙醇洗涤；将产物分散在水中，37℃下加入戊二醛，在持续搅拌下反应12～48h；反应结束后继续离心，并用去离子水洗涤2～3次，将产物分散在水中，取适量聚乙烯亚胺溶于水中，并在搅拌下加入产物，37℃下反应反应12～48h，反应结束后离心并用去离子水洗涤2～3次收集产物，得到pei修饰的msio2；

7、3)msio2-pt的合成：将pei修饰的msio2重新分散在去离子水中，加入氯铂酸溶液，静置吸附10～14h，最后离心、水洗后重新分散在去离子水中；在产物中加入水合肼溶液，迅速摇匀，直至颜色由黄色变为黑色，在摇床下继续反应一段时间，得到msio2-pt。

8、进一步地，步骤1)中，正硅酸乙酯和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的体积比1～4:1。

9、进一步地，步骤2)中，戊二醛的质量分数为50％。

10、进一步地，步骤2)中，聚乙烯亚胺的mw＝10kda。

11、进一步地，步骤3)中，氯铂酸溶液的质量分数为1％。

12、进一步地，步骤3)中，水合肼溶液的质量分数为40～85％。

13、一种介孔二氧化硅-铂janus纳米马达，根据上述的制备方法制备得到。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明提供的介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法具有操作简单，无需特殊设备，可批量制备等优点。

16、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

技术特征：

1.一种介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，其特征在于，该制备方法是以正硅酸乙酯和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为造孔剂，合成介孔二氧化硅纳米球；采用3-氨丙基三甲氧基硅烷对介孔二氧化硅纳米球进行氨基修饰，通过戊二醛将聚乙烯亚胺与介孔二氧化硅球偶联，接着通过静电吸附将氯铂酸吸附到介孔二氧化硅纳米球上，以水合肼为还原剂将其还原，最终形成介孔二氧化硅-铂janus纳米马达。

2.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，其特征在于：步骤1)中，正硅酸乙酯和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的体积比1～4:1。

4.根据权利要求2所述的介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，其特征在于：步骤2)中，戊二醛的质量分数为50％。

5.根据权利要求2所述的介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，其特征在于：步骤2)中，聚乙烯亚胺的mw＝10kda。

6.根据权利要求2所述的介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，其特征在于：步骤3)中，氯铂酸溶液的质量分数为1％。

7.根据权利要求2所述的介孔二氧化硅-铂janus纳米马达的制备方法，其特征在于：步骤3)中，水合肼溶液的质量分数为40～85％。

8.一种介孔二氧化硅-铂janus纳米马达，根据权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到。

技术总结本发明属于功能纳米材料技术领域，具体涉及一种介孔二氧化硅‑铂Janus纳米马达的制备方法，该制备方法以正硅酸乙酯和双‑[γ‑(三乙氧基硅)丙基]‑四硫化物为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为造孔剂，合成介孔二氧化硅纳米球。采用3‑氨丙基三甲氧基硅烷对其进行氨基修饰，通过戊二醛将聚乙烯亚胺与介孔二氧化硅球偶联，接着通过静电吸附将氯铂酸吸附到介孔二氧化硅纳米球上，以水合肼为还原剂将其还原，最终形成介孔二氧化硅‑铂Janus纳米马达；该纳米马达是以介孔二氧化硅球和金属铂共同组成的各向异性粒子。本发明提供的介孔二氧化硅‑铂Janus纳米马达的制备方法具有操作简单，无需特殊设备，可批量制备等优点。技术研发人员：王肖肖,马皓燃,郭雨璇,张楷受保护的技术使用者：安徽工业大学技术研发日：技术公布日：2024/1/13