周期性介孔有机硅的功能化及应用研究进展
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中空有序介孔有机硅的研究进展:制备及在肿瘤治疗中的应用张文君;赵雪莹;吕江维;曲有鹏
【期刊名称】《无机材料学报》
【年(卷),期】2022(37)11
【摘要】随着介孔材料和生物医学的不断发展,中空有序介孔有机硅(HPMOs)作为一种新型介孔硅材料,具有高比表面积、高载药量、良好的生物相容性、多功能的有机–无机杂化框架、较低的细胞毒性以及可生物降解等特点,受到广泛关注,以HPMOs为载体的药物递送系统得到多方持续开发,为肿瘤治疗提供了新的策略。
本文综述了近年来HPMOs的合成进展,介绍了HPMOs的种类,对硬模板法、液界面组装法和界面重组与转化法进行了详细的阐述,并总结了其在肿瘤治疗中的应用进展。
最后对其作为药物载体所面临的挑战及未来的发展趋势作了展望,以期为HPMOs的制备及在肿瘤治疗中的应用研究提供参考。
【总页数】11页(P1192-1202)
【作者】张文君;赵雪莹;吕江维;曲有鹏
【作者单位】哈尔滨商业大学药学院;哈尔滨工业大学生命科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
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3.综合性化学实验设计:中空介孔有机硅纳米材料制备与表征
4.金属负
载型有序介孔碳催化剂的制备及应用研究进展5.采自西藏墨脱的炭团菌科真菌新记录种
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专利名称:纳米周期性介孔有机氧化硅材料及其合成方法及其应用
专利类型:发明专利
发明人:万颖,张蝶青,熊明文,李和兴
申请号:CN200610117026.X
申请日:20061011
公开号:CN1943856A
公开日:
20070411
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种纳米周期性介孔有机氧化硅材料及其合成方法及以其为载体负载Pd催化剂在水相碘苯偶联反应中的应用,该材料的孔径为1.8~3.9nm,孔容为0.3~1cm/g,比表面积为800~1000m/g。
将其应用于水相中碘苯偶联反应,所制得的催化剂与未修饰苯基的MCM-41、及采用共聚法制备的Ph-MCM-41为载体制备的催化剂相比,前者具有更高的催化活性。
本发明方法操作简单,可作为高效多相催化剂,代替水溶液中有机反应所使用的均相催化剂,发明具有不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,处理废物,从源头上阻止了污染等优点。
申请人:上海师范大学
地址:200234 上海市徐汇区桂林路100号
国籍:CN
代理机构:上海伯瑞杰知识产权代理有限公司
代理人:杜林雪
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介孔有机氧化硅纳米球尺寸、结构、功能调控及其生物行为研究是当前纳米材料领域的一个热点课题,通过精密的调控和设计,可以实现介孔有机氧化硅纳米球在生物医药、生物传感、催化等领域的应用。
随着纳米技术的发展和进步,对介孔有机氧化硅纳米球的研究也愈发深入和细致。
本文将详细探讨介孔有机氧化硅纳米球在尺寸、结构、功能等方面的调控以及其在生物体内的行为,旨在全面展现该材料在生物医药领域的前景和潜力。
首先,介孔有机氧化硅纳米球的尺寸对其性能具有重要影响。
尺寸的调控可以影响纳米球的比表面积、药物载荷量等重要参数,从而影响其在药物传递、细胞内递送等方面的应用效果。
通过不同的合成方法和控制条件,可以实现介孔有机氧化硅纳米球尺寸的精确控制,为其在生物医药领域的应用提供了有力支持。
其次,介孔有机氧化硅纳米球的结构也是研究的重点之一。
纳米球的孔隙结构、孔径分布等参数直接影响其在药物缓释、靶向传递等方面的性能。
因此,研究人员通过不同的合成方法和表面修饰技术,可以实现介孔有机氧化硅纳米球结构的精细调控,从而提升其在生物医药领域的应用效果。
除了尺寸和结构,介孔有机氧化硅纳米球的功能调控也是研究的重要方向之一。
通过引入不同的功能基团或控释材料,可以赋予纳米球特定的生物活性,如靶向传递、肿瘤治疗等。
同时,通过控制纳米球的表面电荷、疏水性等特性,可以实现其在生物体内的定位和释放控制,从而提高药物传递的效率和安全性。
最后,介孔有机氧化硅纳米球在生物体内的行为研究也是关注的焦点。
了解纳米球在体内的代谢途径、毒性影响等对于其在临床应用中的安全性和有效性具有重要意义。
通过体内实验和分析,可以全面评估介孔有机氧化硅纳米球的生物相容性和生物分布规律,为其在药物传递、肿瘤治疗等应用领域的进一步优化提供科学依据。
梳理一下本文的重点,我们可以发现,介孔有机氧化硅纳米球尺寸、结构、功能调控及其生物行为研究是一个综合性课题,需要多学科的协作和深入研究。
通过对纳米球的精细设计和控制,可以实现其在生物医药领域的广泛应用,为人类健康事业带来新的希望和机遇。
周期性介孔有机硅的功能化及应用研究进展周期性介孔有机硅(PMOs)与传统后处理接枝有机官能团的硅基介孔材料相比,有机基团均匀分布于骨架中,不会阻塞孔道、占据孔容,其分子结构可调。
通过调节骨架中有机基团的种类可以改变材料的物理、化学及生物等特性。
本文综述了周期性介孔有机硅材料的最新研究进展,介绍了PMOs的功能化、应用及潜在应用领域。
标签:周期性介孔有机硅(PMOs);功能化;应用自上世纪90年代PMOs材料发现以来,有关PMOs的研究得到了快速的发展。
PMOs是由含有有机桥联基团的倍半硅氧烷前驱体作为硅源(R’O)3Si-R-Si (OR’)3(R为桥联型有机基团,如苯及其衍生物[1~3]、卟啉[4]等),在离子型表面活性剂或中性三嵌段共聚物(F127、P123)等作为模板剂,经过水解缩聚而成的(如图1),为在分子尺度上设计并控制材料表面性质和骨架结构提供了新思路新方法。
迄今为止,已成功合成了一系列具有不同骨架结构和性能的PMOs材料[5~10]。
PMOs独特的骨架结构和纳米环境使材料在吸附[11]、催化[12,13]、生物医学[14,15]等领域得到了广泛应用。
目前已有一些有关PMOs 材料合成、表征及其功能化的评述[16~18],本文旨在对周期性介孔有机硅材料的功能化及应用的最新研究进展加以综述。
1 周期性介孔有机硅的功能化PMOs骨架内含有的不同种类的有机基团为材料提供了新的优异性能,但有限的有机硅烷前驱体限制了PMOs的合成种类。
因此,向PMOs中引入更多不同种类的功能基团,赋予材料更加独特的物理化学性质,已成为PMOs发展的新方向。
PMOs材料中有机基团与部分硅原子直接相连,使其表面存在的可改性羟基位点减少,使用表面接枝法获得高浓度有机功能基团比较困难。
合成有机多功能化PMOs材料,可分为2种方法,一是通过2种或2种以上不同的倍半硅氧烷前驱体共聚合成骨架多功能化PMOs。
Froba [19]合成了骨架中含有苯环和噻吩的双功能化的PMOs材料,通过调整前驱体的含量来改变有机基团的比例。
介孔材料在化学分离中的应用研究近年来,介孔材料在化学分离中的应用越来越受到关注。
介孔材料具有高度可控的孔径和孔隙结构,能够有效提高化学反应的活性和选择性,因此在化学分离领域有着广泛的应用前景。
一、介孔材料的制备方法介孔材料的制备方法有多种,如溶胶-凝胶法、水热法、结晶化法、溶剂热法等。
其中,溶胶-凝胶法是通用的制备方法。
它是通过将溶剂、表面活性剂和硅源混合,形成微胶团,再经过凝胶化和热处理,最终得到介孔材料。
水热法是溶胶-凝胶法的改良,它通过在高温高压条件下直接制备介孔材料,减少了步骤和时间。
结晶化法是另一种制备介孔材料的方法,它是利用有机分子在受限条件下的结晶形成有序孔道。
溶剂热法是在有机溶剂中制备介孔材料的方法。
二、介孔材料在分离领域的应用介孔材料在分离领域的应用主要包括固定相和分离柱两个方面。
1. 固定相介孔材料作为固定相用于色谱分离领域,例如液相色谱、气相色谱、毛细管电泳等。
介孔材料具有高度可控的孔径和孔隙结构,能够有效地进行分子筛选和分离,提高样品的分离效率和准确性。
此外,介孔材料的高度可控性还能够使某些分子选择性地固定在材料表面上,形成特定的介孔材料-分子相互作用,从而实现化学反应的高效性和选择性。
2. 分离柱介孔材料作为分离柱用于离子交换和亲和色谱分离领域。
离子交换分离柱可分离、分析和富集离子物质,如离子交换色谱柱、离子色谱柱等。
亲和色谱分离柱可用于分离特定的生物分子,如酶、蛋白质、抗体、核酸等,如钯金属亲和柱、硅胶亲和柱、聚乙烯亲和柱等。
三、介孔材料在分离领域的进展和研究自介孔材料问世以来,研究者们对其进行了深入的研究和探究,增强了其在分离领域的应用前景。
目前,研究者们主要关注介孔材料在分离柱领域的应用研究。
不同介孔材料和制备方法可用于不同的分离目的。
例如,对于蛋白质分离,磺酸化介孔硅材料比其他介孔硅材料具有更好的亲和性和精度。
此外,金属有机框架材料是一种具有重要应用前景的新型介孔材料。
介孔硅材料研究进展及其在催化领域中的应用前景引言:近年来,介孔硅材料因其特殊的结构和优异的性能在材料科学领域备受关注。
其大尺寸的介孔结构和高比表面积的特点使得介孔硅材料具有很大的应用潜力。
本文将对介孔硅材料的研究进展进行概述,并着重探讨其在催化领域中的应用前景。
一、介孔硅材料的研究进展1. 介孔硅材料的制备方法介孔硅材料的制备方法可以分为模板法、溶胶-凝胶法、直接模板合成法等。
其中,模板法是最常用的方法之一。
通过选择合适的模板剂,可以产生具有不同孔径和孔容的介孔硅材料。
2. 介孔硅材料的结构特点介孔硅材料的结构特点主要包括大尺寸的孔径、高比表面积以及可调控的孔结构。
这些特点使得介孔硅材料具有较好的承载作用、较高的负载容量和良好的分散性,从而在催化反应中发挥重要作用。
3. 介孔硅材料的表面性质介孔硅材料的表面性质对其在催化领域中的应用具有重要影响。
通过调控介孔硅材料的表面化学组成和表面酸碱性质,可以实现对催化活性和选择性的调控,从而提高催化剂的性能和效率。
二、介孔硅材料在催化领域中的应用前景1. 介孔硅材料在有机合成催化中的应用介孔硅材料可以作为催化剂的承载体,通过调控孔径和孔容,提供良好的催化活性和选择性,从而实现对有机合成反应的高效催化。
例如,介孔硅材料可以用作手性催化剂的载体,在不对映选择性催化反应中发挥重要作用。
2. 介孔硅材料在能源催化中的应用随着能源危机的逐渐加剧,可再生能源的开发和利用越来越受到重视。
介孔硅材料在能源催化中具有广阔的应用前景。
例如,介孔硅材料可以作为催化剂的载体,用于氢能源的制备和氢能源的转化。
3. 介孔硅材料在环境保护催化中的应用环境保护催化是当前社会关注的热点领域之一。
介孔硅材料在环境保护催化中具有重要的应用前景。
例如,介孔硅材料可以用作催化剂的载体,用于有害气体的去除和废水处理等方面。
结论:介孔硅材料因其特殊的结构和优异的性能在材料科学领域具有广泛的应用前景。
随着对介孔硅材料的深入研究,它在催化领域将发挥越来越重要的作用。
有机硅的应用与研究进展有机硅是指碳与硅构成的化合物。
它具有独特的化学结构,具有一系列优良的物理化学性能。
因此,有机硅在多个领域具有重要的应用,并且在研究领域也有不断的进展。
本文将详细讨论有机硅的应用和研究进展。
首先,有机硅广泛应用于涂料和油漆领域。
有机硅涂料和油漆具有优异的耐热性、耐候性和耐化学性能。
它们可以在高温环境下保持稳定,并且不容易受到阳光、酸、碱等化学物质的侵蚀。
此外,有机硅涂料和油漆还具有良好的附着力、耐磨性和耐腐蚀性。
因此,它们被广泛应用于汽车、建筑、船舶等领域。
其次,有机硅在塑料工业中也得到了广泛的应用。
由于有机硅具有较高的机械强度、柔韧性和耐疲劳性能,因此可以改善塑料的物理性能。
例如,在橡胶中加入有机硅可以提高其抗老化性能和耐磨性能。
在塑料复合材料中引入有机硅也可以提高其耐热性和机械强度。
此外,有机硅还可以用作塑料流动剂,可以降低塑料的粘度,改善其流动性。
此外,有机硅在医药领域也有重要的应用。
有机硅化合物可以用作药物的载体,可以改善药物的生物利用度和稳定性。
有机硅还可以用于制备生物医学材料,如生物医用硅胶。
生物医用硅胶具有良好的生物相容性和可降解性,可以用于制备支架、绷带、缝合线等医疗器械。
此外,有机硅还在电子领域具有广泛的应用。
有机硅化合物可以用于制备有机太阳能电池、有机发光二极管(OLED)等器件。
有机硅材料具有较高的电导率和光学特性,可以用于制备高效率的光电器件。
有机硅还可以用于光通信领域,可以用于制备光纤和光波导器件。
在研究方面,近年来有机硅的应用研究进展迅速。
首先,研究人员对有机硅的合成方法进行了改进和优化。
新的有机硅化合物合成方法的开发不仅提高了有机硅化合物的合成效率,还扩展了有机硅的结构多样性。
其次,研究人员对有机硅材料的性能进行了深入的研究。
他们通过调控有机硅的分子结构和聚合方式,改变了有机硅的物理化学性质,提高了其在各个领域的应用效果。
最后,研究人员还探索了有机硅材料在新型领域的应用。
手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料的合成、表征、功能化及催化性能研究的开题报告一、研究背景手性降冰片烷是一种广泛存在于自然界和化学合成中的手性化合物,具有重要的生物学和药理学意义。
由于其高度手性化学性质,手性降冰片烷及其衍生物已成为过渡金属催化反应、有机合成和药物研发等领域中的重要研究对象。
同时,具有有序孔道结构的介孔有机硅材料因其特殊的化学和物理性质,在吸附、分离、催化、储能等方面具有广泛的应用前景。
因此,合成手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料,并探究其催化性能,具有重要的研究意义。
二、研究内容1. 合成手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料采用模板法合成手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料。
模板分子采用手性分子,对介孔结构进行模板作用,得到具有手性降冰片烷骨架和有序孔道结构的介孔有机硅材料。
2. 表征手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料采用X射线粉末衍射、N2吸附-脱附等技术对合成的手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料进行表征,从结构、孔道大小和孔道形貌等多个方面对材料进行分析。
3. 功能化手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料利用手性介孔材料的手性特征,进行手性识别、手性分离等功能化探究,为介孔材料的应用提供理论基础。
4. 探究手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料的催化性能利用手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料的高度手性化学性质,探究其在金属催化反应中的催化性能。
三、研究意义1. 合成手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料,为手性材料的合成及其应用提供新思路和新途径。
2. 探究手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料的催化性能,对于深入了解手性化合物的催化性质、催化机理等方面具有重要意义。
3. 功能化手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料,拓展了介孔有机硅材料的应用领域和方法。
四、研究方法1. 合成手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料,采用模板法合成。
2. 表征手性降冰片烷骨架有序介孔有机硅材料,采用X射线粉末衍射、N2吸附-脱附等技术进行表征。
周期性介孔有机硅的功能化及应用研究进展作者:汪雷焦剑吕盼盼蔡宇刘蓬来源:《粘接》2013年第08期摘要:周期性介孔有机硅(PMOs)与传统后处理接枝有机官能团的硅基介孔材料相比,有机基团均匀分布于骨架中,不会阻塞孔道、占据孔容,其分子结构可调。
通过调节骨架中有机基团的种类可以改变材料的物理、化学及生物等特性。
本文综述了周期性介孔有机硅材料的最新研究进展,介绍了PMOs的功能化、应用及潜在应用领域。
关键词:周期性介孔有机硅(PMOs);功能化;应用自上世纪90年代PMOs材料发现以来,有关PMOs的研究得到了快速的发展。
PMOs是由含有有机桥联基团的倍半硅氧烷前驱体作为硅源(R’O)3Si-R-Si(OR’)3(R为桥联型有机基团,如苯及其衍生物[1~3]、卟啉[4]等),在离子型表面活性剂或中性三嵌段共聚物(F127、P123)等作为模板剂,经过水解缩聚而成的(如图1),为在分子尺度上设计并控制材料表面性质和骨架结构提供了新思路新方法。
迄今为止,已成功合成了一系列具有不同骨架结构和性能的PMOs材料[5~10]。
PMOs独特的骨架结构和纳米环境使材料在吸附[11]、催化[12,13]、生物医学[14,15]等领域得到了广泛应用。
目前已有一些有关PMOs材料合成、表征及其功能化的评述[16~18],本文旨在对周期性介孔有机硅材料的功能化及应用的最新研究进展加以综述。
1 周期性介孔有机硅的功能化PMOs骨架内含有的不同种类的有机基团为材料提供了新的优异性能,但有限的有机硅烷前驱体限制了PMOs的合成种类。
因此,向PMOs中引入更多不同种类的功能基团,赋予材料更加独特的物理化学性质,已成为PMOs发展的新方向。
PMOs材料中有机基团与部分硅原子直接相连,使其表面存在的可改性羟基位点减少,使用表面接枝法获得高浓度有机功能基团比较困难。
合成有机多功能化PMOs材料,可分为2种方法,一是通过2种或2种以上不同的倍半硅氧烷前驱体共聚合成骨架多功能化PMOs。
Froba [19]合成了骨架中含有苯环和噻吩的双功能化的PMOs材料,通过调整前驱体的含量来改变有机基团的比例。
Jaroniec [20,21]采用BTESE与含有异氰尿酸、苯基等基团的硅烷前驱体合成了双功能化PMOs,所得材料显示出优异的热稳定性。
二是采用倍半硅氧烷与其他有机硅烷共聚合成骨架和孔道表面双重修饰的PMOs材料(见图2)。
黄建林等[22]以1,4-双(三乙氧基硅基)苯和2-(二苯基膦)乙基三乙氧基硅烷为混合硅源,在表面活性剂作用下共缩聚得到二苯基膦功能化的PPh2-PMO(Ph)材料。
Fang Zhang等[23]利用一步蒸发诱导自组装的方法合成了含有二苯基膦配体的双功能化的PMOs材料。
Bing Yan等[24]利用4-巯基苯甲酸(MCBA)、异氰酸丙基三乙氧基硅烷(TEPIC)、BTESE和镧系元素(Tb3+,Eu3+)按照图3的合成路线合成了MCBA-Si和Ln-MCBA-PMOs,该材料有望用于光电领域。
2 周期性介孔有机硅的应用研究最新进展2.1 在重金属及有机污染物吸附领域的应用研究PMOs材料中均匀分布的有机基团及其无机骨架提供的良好的机械和水热稳定性,使其在废水处理中具有广阔的应用前景。
Brian J. Melde等[1]合成了大孔径的二乙基苯(DEB)桥联结构的PMOs材料,其比表面积高达400 m2/g,孔径高达4.5 nm,有望在有害混合物吸附中得到应用。
Dongyuan Zhao等[11]采用BTSPDS和TEOS共缩聚,成功地在PMOs孔道表面修饰了二硫化物官能团,所得材料DS-PMOs比表面积约为580 m2/g,孔径为6.3 nm,孔壁厚度达7.1 nm。
该材料表现出极好的水热稳定性,对Hg2+有很好的吸附能力(约716 mg/g),有望用于除去废水中重金属离子。
Chang-Sik Ha等[25]在酸性条件下利用TTPU作为三聚氰胺前驱体,TEOS为硅源和P123为模板剂合成了三聚氰胺改性的PMOs材料,该材料对Fe3+有很好的吸附能力。
2.2 在催化领域的应用研究PMOs材料具有规则的孔道结构且表面可有机化修饰,尺寸可调,催化活性和选择性高,易分离回收可多次循环利用等优点,在多相催化反应中显示了独特的应用价值。
Eun-Young Jeong等[4]在强酸溶液中加入四(羧基苯基)卟啉倍半硅氧烷(TCPPS)和几种硅源在模板剂P123的作用下,采用溶胶-凝胶直接共缩聚法或快速微波辅助方法合成了可再生利用的卟啉桥联的PMOs材料。
该材料具有高的催化活性和选择性,可用于光催化领域。
Gao Qing (Max)Lu等[26]合成了以二氧化硅球体为核,PMOs为壳的具有均匀垂直介孔孔道的可调控和功能化的蛋壳型纳米粒子(YSNs)反应器(见图4)。
采用注射和还原金属前驱体的方法可以在核壳之间封闭有限的空隙中引入多种类型的金属纳米粒子(例如:Au,Pt和Pd),多种乙醇载体的选择性氧化实验可以说明这种体系结构的优点。
其中含有Pd的杂化PMOs反应器具有高的转化率(可达100%)和超高的选择性(可达99%),而且这种新材料有望在药物和生物活性剂的运输和控制释放中得到应用。
Fengxia Zhu等[27]合成了氨基桥联结构的PMOs(NH-PMO-NS)催化剂,在Knoevenagel缩合反应和无溶剂Henry反应中,该材料比普通的氨基桥联PMOs(NH-PMO-com)和使用接枝法合成的氨基功能化的MCM-41 (NH-MCM-NS)具有更高的反应活性和选择性;更重要的是这种PMOs能够循环反复利用。
Jianlin Huang等[28]报道合成了2种含双官能团结构的有机金属桥联PMOs材料,表示为Rh/Pd@PMO(Ph)和Fe/Cp*Rh@PMO(Et),在一步法连锁反应中具有高的催化活性和选择性,该催化剂回收简单,能够降低成本。
Xiao Liu等[29]采用共缩聚的方法成功合成了骨架中含有手性联萘酚的介孔材料,与金属钛配位后用于芳香醛的二乙基锌加成反应,在甲苯中取得了高于均相催化剂的对映选择性和催化活性。
Ronghua Jin等[30]合成了手性PMOs,该材料在1,3-二羰基化合物迈克尔加成到硝基烯的反应中,表现出很强的催化活性和对映选择性(转化率超过92%)。
2.3 在光电材料领域的应用研究目前已有研究者对PMOs的光学响应、荧光及电化学等方面的性质进行了研究。
Minoru Waki等[3]报道了将具有荧光效应的2,2-二吡啶(BPy)功能化修饰联苯基桥联的PMOs,结果表明BPy的引入提高了Bp-PMOs的光捕获性能;Zn2+的加入能够提高系统的荧光发射和激发光谱,这种材料可作为提高金属离子荧光检测的荧光化学传感器载体。
Yasutomo Goto等[31]采用蒸发诱导自组装的方法合成了多种芳基桥联结构的PMOs薄膜材料。
Bp-PMOs薄膜具有高的吸收系数(87 000 cm-1)和高的量子产率(0.45),在荧光材料方面具有很大的潜力。
Filipe M. Figueiredo等[32]采用图5的合成路线分别合成了磺酸和膦酸功能化的PMOs材料,该材料具有高的质子导电率,有望用于燃料电池质子交换膜。
该方法获得的磺酸功能化的PMOs 的电导率(0.3 S/m:100 ℃,相对湿度100%)比同类用接枝法获得的材料大3个数量级。
Min Guan等[33]报道使用表面低聚糖(TESE)修饰的荧光纳米晶体硅自主装合成了具有荧光效应的ncSi-PMO材料,双官能结构赋予材料在光电子和生物医学多方面的应用。
2.4 在生物医药领域的应用研究PMOs材料作为药物释放的载体及酶固定化近年来受到了广泛关注。
Jeong Hun Shin等[14] 采用4,4-双(三乙氧基硅基)联苯,1,4,-双(三乙氧基硅基)苯和双[3-(三甲氧基硅基)丙基]胺作为前驱体合成了3种不同结构的PMOs材料,研究了该材料在不同条件下对不同氨基酸(甘氨酸、L-赖氨酸和异亮氨酸)的吸附性能。
结果发现吸附性能很大程度上决定于PMOs的等电点和疏水性,该系统被应用于分离、药物释放系统和固相肽合成过程。
Wei Na等[34]采用BTESE为前驱体,P123为模板,在酸性条件下利用GPTMS对PMOs的孔道表面进行了官能团的修饰。
该材料在GPTMS含量高达10%时仍能保持介观有序,环氧基团和二醇基为生物酶固定提供了共价键位,环氧官能团与氨基官能团的共价键作用使得功能化的PMOs比纯PMOs更能有效稳定地负载木瓜酶。
其10%FPMOs对木瓜酶的固定能力达380 mg/g,酶活性达0.62U。
Chang-Sik Ha等[35]采用共缩聚的方法合成了N,N’-二亚脲基哌嗪桥联的PDPMOs,该材料具有高的比表面积(663~316 m2/g)及均一的孔径(7.7~5.4 nm),孔道中修饰的亲水性尿素基团,赋予材料在药物运输及控制释放方面的应用。
2.5 在其他新领域的应用研究Babak Karimi等[2]合成了磺酸功能化的ph-PMOs和Et-PMOs 2种不同桥联基的材料,该材料可以利用葵花油、菜籽油、玉米油及橄榄油,通过直接酯交换作用制备生物柴油。
与众所周知的SBA-15-PrSO3H相比,磺酸功能化的ph-PMOs具有更高的活性。
Lili Huang等[36]在碱性条件下,以BTSE为硅源,C18TMACl为模板剂,通过调节NaOH和EtOH的浓度来控制合成了不同形貌和介孔结构的亚乙基桥联结构的PMOs,在正相高效液相色谱中该材料对芳香烃混合物的分离表现出很好的渗透性、化学稳定性和选择性。
笔者所在研究小组主要研究了PMOs纳米粒子对聚合物的改性作用,采用BTESE和TEOS为硅源,F127为模板剂,通过调节硅源的比例,实现了大孔径PMOs从立方(Fm3m)结构到有机硅空心小球的硅源诱导相转变,并制备了不同类型的PMOs/PMMA纳米复合材料,研究了不同类型的PMOs对复合材料机械性能、热性能及介电性能的影响规律。
结果表明PMOs的加入对复合材料的机械性能、热性能及介电性能都有较好改善。
3 结语经过骨架或孔道表面修饰的PMOs材料,由于其分布在骨架和孔道内的有机官能团的种类及所处空间环境的不同,表现出不同的物理化学特性,从而赋予材料不同的性能。
骨架内不同种类的有机基团为材料提供了崭新的物理、化学以及特殊的生物性能,孔道表面的有机基团可调控性强,反应活性也要比骨架内的有机基团高。
所以孔道中有机官能团的修饰对材料结构性能的作用将是研究和讨论的重点。
目前研发的材料还不能完全满足多种应用的要求,对修饰后材料的应用性能的研究还不够深入,还不能大规模工业化生产。