反相乳液

反相微乳液法制备纳米二氧化硅中空胶囊

裴爱华1解廷秀2杨桂生1,2*

1.中国科学院化学研究所，北京，100080

2.上海杰事杰新材料股份有限公司，上海，201109

关键词：二氧化硅纳米中空胶囊反相微乳液

二氧化硅纳米中空胶囊良好的化学惰性和生物相容性使其在光学、生物分析、生物工程以及生物医学领域的应用受到越来越多的关注。比如：二氧化硅空腔内掺杂或者包埋有机染料分子用于光子器件、非线形光学材料、生物显像以及生化分析 [1-2]; 二氧化硅空腔内装载药物分子用于靶向药物体系或者药物释放系统[3]。二氧化硅相比聚合物的优势在于表面存在大量的Si-OH基团，容易引入功能性基团如氨基、硫醇基、羧基以及甲基丙烯酸基团等。

二氧化硅中空胶囊的制备方法通常有两种：一种为被广泛应用的模板法[4]，另一种为反相微乳液法。反相微乳液体系合成最引人注意的优势在于尺寸可调，即在一定范围内，可以通过改变W值的高低 (W为水与表面活性剂摩尔数之比) 来调节水核的大小，从而控制中空胶囊的尺寸。当前制备中空胶囊所用的表面活性剂主要为AOT、NP系列、Triton X-100，Span系列等等传统的乳化剂。

本文利用了一种端基为硅氧烷的反应型乳化剂，在反相微乳液体系中，通过硅酸正丁酯（TEOS）在水/油界面的水解和缩合反应，制备二氧化硅纳米中空胶囊。制备过程如下：10ml甲苯，定量的表面活性剂、助表面活性剂正丁醇，以OH水溶液充分混合得到稳定的反相微乳液。然后加入TEOS，搅拌24h。然及NH

4

后破乳，离心，用乙醇反复洗涤三次进行透射电镜观察。

图1中所示为二氧化硅纳米中空胶囊的TEM照片，从图中可见壳层完整清晰的中空结构。图1a和图1b为表面活性剂浓度18％，W=9时得到的结果。粒径在100－150nm之间，分布较窄；图1c和图1d为表面活性剂浓度21.6％，W=11时得到的结果。粒径在100－200nm之间，分布相对较宽。

(a) (b) (c) (d)

Fig. 1 SEM micrograph of silica hollow nanocapsules (a) and (b) w=9, (c) and (d) w=11.

致谢：本课题由国家“863”计划（编号：2003AA302540）资助。

参考文献：

[1] Rahul P. Bagwe, Chaoyong Yang, Lisa R. Hilliard, Weihong Tan, Langmuir ，

2004, 20: 8336-8342.

[2] Xiaojun Zhao, Rahul P. Bagwe, Weihong Tan, Advanced Materials, 2004, 16:

173-176.

[3] Jianfeng Chen, Haomin Ding, Jiexin Wang, Leishao, Biomaterials, 2004, 25:

723-727.

[4] Gang Zhang, Yi Yu, Xin Chen, Yu Han, Yan Di, Bai Yang, Fengshou Xiao,

Jiacong Shen, Journal of colloid and interface science, 2003, 263: 467-472.

silica hollow nanocapsules prepared by reverse microemulsion

method

Pei Aihua 1, Xie Tingxiu 2,Yang Guisheng 1,2*

1.Institute of Chemistry Chinese Academy of Science, Beijing, 100080

2.Shanghai Genius Advanced Materials Co., Ltd, Shanghai, 201109

E-mail addresses: ygs@ (G. yang), ladevaparadise@ (A.Pei). Abstract:silica hollow nanocapsules facilitates unique applications in bioanalysis, biotechnology, and biomedical systems due to their good biocompatible and chemically inert. Here we use a novel reactive surfactant to produce reverse microemulsion (water-in-oil), and we study the formation of silica hollow nanocapsules by ammonia-catalyzed hydrolysis of tetraethyl orthosilicate (TEOS) in the water-in-oil microemulsion system. The silica nanocapsules were characterized using TEM. Results showed that the nanocapsules have diameter in the range of 100-200nm.

Keywords:silica hollow nanocapsules reverse microemulsion