功能化有序介孔二氧化硅材料在分析样品前处理中的应用

Ｓ ｔａ和 Ｂ ｕ ｅ 川， 们 首 先 将 ３氯 丙基 三 甲 基 硅 ｕｒ ｒｎ【 他 ｌ ２ 一
烷一Ｃ ０） ＳＣ Ｃ Ｈ２ １）铆 定 在 ＭＣ ４ （ Ｈ。 ３ ｉ Ｈ２ Ｈ２ Ｃ Ｃ Ｍ一１
介孔 材 料 的 骨 架 上 。Ｊｒ ｎｅ口 ａｏ ｉｃ 等 首 次将 ～Ｃ 、 Ｈ。
一
ｆ ｃ ｒ ａ ａ ｄ ｈ ｇｈ ａｄ ｏ ｐｔｏｎ ｃ ｐ ｃｔ ａ ｅ ａ ｅ ｎ ｉ ｓ ｒ ｉ ａ ａ ｉｙ， ｅ ｃ ｔ ．Ｔ ｈ ｙ ｃ ｎ ｅ ｕ ｅ ｏ ｅｅ ｔｖ ｅ ｒ ｔｏ ｎ ｎｒｃ ｅ ａ ｂ ｓ ｄ ｆ ｒ ｓ ｌ ｃ ｉ ｅ ｓ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｉｈｍ ｅ ｔ ｏ ｎ ｆ
性较低 ， 大大限制了其实 际应 用 。随着 研究 的不断深 入， 有序介孔二 氧化硅材料 的功能化设 计引起 了人们
的重视 。２ ０世 纪 末 ， 功能 化有 序 介 孔二 氧 化 硅材 料 开始发展起来 ， 经过 功能化 的有序 二氧化 硅介孔 材料
孔隙率和分布 窄并 在一 定范 围内连续 可调 的孔 径 等 特点 ， ］ 因此 ， 在吸附分离领 域有着 广泛 的应用前 景 。 但是， 纯硅基类介 孔材 料 的化 学反 应 活性 不 高 ， 定 稳
ａ ｌｃ ｔｏ ｓ ｏ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ｉｈ ｅ ｅ ａ ｏ ｓ，ｓ ｍｐ ｅｐｒ ｔ ｅ ｔ ｎｔ ｏ ｒ ａｎ ｃｐｏ ｌ ｔ ｎｔ ｎ ｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｎ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｎｄ ｅ ｒ ｃ ｍ ｎｔｏｆｍ ｎｔ ｌｉ ｎ ａ ｌ ｅ ｒ ａ ｍｅ ｓ ｆ ｒ ｏ ｇ ｉ ｌｕ ａ ｓ ａ ｄ
ｇ ｖ ｓａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｔ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｆｆ ｎ ｔｏ ａ ｉｅ ｅ ｏ ｏ ｏ ｓ ｓｌ ａ ｍａ ｅ ｉ ｌ ａ ｄ ａ ｖ ｒ ｉｗ ｆｔ ｅ ｒ ｉ ｅ ｎ ｉ ｔ ｏ ｕ ｔ ｏ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｃ ｉ ｎ ｌ ｄ ｍ ｓ ｐ ｒ ｕ ｉ ｃ ｔ ｒａ ｓ ｎ ｎ ｏ ｅ ｖ ｅ ｏ ｈ ｉ ｏ ｚ ｉ
ｂｏ ａ ｒ ｍｏｅ ｕｅ ． ｉ ｍ ｃ ｏ ｌ ｃ ｌ ｓ Ｋｅ ｗｏ ｄｓ ｆ ｎｃ ｉ ａ ｉａ ｉ ｎ； ｏ ｄｅ ｅ ｅ ｏ ｒ ｕｓ ｓｌｃ ａ ｅ ｉｌ ； ｓ ｍ ｐ ｅ ｐ ｅ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｙ ｒ ｕ ｔｏｎ ｌｚ ｔｏ ｒ ｒ ｄ ｍ ｓ ｐｏ ｏ ｉｉａ ｍ ｔ ｒａ ｓ ａ ｌ ｒ ｔ ｅ ｔ ｎ
Ｉ 广全氟酞菁钉， 金属卟啉，
有序 介孔材料
ｌ 固 菁， Ｉ 一…金啶 载 属金 酞属 金 ，钽 属 联 络 呲 合 物
Ｌ 氧物 非 化
Ｌ 孔 介碳
硫 化 物 硫 合 ，代 酸 族 合 ，化 物 硫 锗 盐
介孔材料 发展至今 已成功合 成 了多种介 观结构 ， 具有高度有 序 结构 的 典型 二 氧化 硅介 孔 材料 ： １ Ｍ４ Ｓ 系列 、Ｂ － Ｓ Ａ ｎ系列 等 ， 表 １所示 。有 序介 孔二 氧化 如 硅材料具有排 列长 程有 序 的孔 道 、 的 比表 面 、 的 大 高
作者简介 ： 周婵媛（９３ ）女 ， １８－ ， 博士研究生。
通讯 作 者 ： 杜卓 ， ， 女 博士 Ｅｍａ ： ｄｎ ｖ ｍｑ ．ｏ ｌ ～ ｉ ｚ ． ｅ＠ｇ ｉ ｃｌ。 ｌｕ ｌ Ｔ
李 攻 科 ， ， 授 。 ｃｓ ｋ ＠ ｍａ ． ｙ ｕ ｅ ｕ ｅ 。 女 教 ｅｇ ｌ ｉ ｓｓ．ｄ ．ｒ ｌ ｌ
功 能 化 有 序 介 孑 二 氧 化 硅 材 料 Ｌ 在 分 析 样 品 前 处 理 中 的 应 用
周婵媛 杜 卓 李 攻 科
（ 山大 学 化 学 与化 学工程 学 院 ， 中 广州 ５ ０ ７ ） １ ２ ５
摘 要 功 能 化 有 序 介 孔 二 氧 化硅 材 料 具 有 均 一 可 调 的 介 孔 孔 径 、 则 的 孔 道 、 定 的 骨 架 结 构 、 于 规 稳 易
图 ３ 共 缩 聚 法 制 备 有 机功 能化 的介 孔 氧 化 硅 口
Ｆｉ ｒ Ｃｏ ｃ ｎｄ ｎ ａｔｏ ｔ ｄ ｆ ｒ ｔ ｅ ｏ ｇａ ｃ ｇｕ ｅ ３． － ｏ ｅ ｓ ｉ ｎ ｍｅ ｈｏ Байду номын сангаас ｈ ｒ ｎｉ ｏ
（ ＣＨ。。 ） ＮＨ。等有 机 基 团 嫁 接 在 孔径 为 ５ ｒ 的 ｉ ｍ
第 １ 卷第 ２ 期 ２１ ０ １年 ６ 月
中 无 机 分 析 化 学
ｎｏ ｇａ ｃ Ａｎａ ｙ ｉａ ｌ ｔｃ ｌＣｈｅ ｉｔ ｙ ｍ ｓｒ Ｃｈｎ ｓ ｏ ｒ ａ Ｉ ｒ ｎｉ ｉｅ ｅＪ ｕ ｎ ｌ
Ｖｏ ． １ １，ＮＯ ２ ．
２ ～ ３ ０ ０
ＤＯＩ １ ． ９ ９ Ｊ ｉ ｎ ２ ９ 一 １ ３ ． ０ １ ０ ． ０ ４ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． Ｏ Ｓ ０ ５ ２ １ ． ２ ０ ０ ｓ
２ ２
中 国 无 机 分 析 化 学
２１ ０ １拄
３ 功能化二氧化硅介孔材料 的制备方法
有 序介 孔 二氧 化 硅材 料 功能 化 的 主要 途径 有 ： 接枝法 、 共缩 聚法和 骨架杂 化法 等
３ １ 接 枝 法 ．
。
＠～ ｉ Ｒ ＳＯ （
接枝 法属 于后化 学过程 ， 先制备 介孔 氧化硅 ， 是 然后通 过硅 烷 偶 联 剂 与 介 孔 氧 化 硅 表 面 的羟 基 反 应 ， 可 以在 其表 面接枝 上功能 基 团 ， 而得 到功 能 就 从 化 的有序介孔 二 氧化 硅 。其 合 成 过 程如 图 ２ 示 。 所 最早 使用接枝 法进行 介孔 材料 表面功 能化研 究 的是
修 饰 的 内表 面 和 较 高 的 比表 面 积 、 的 吸 附 容 量 等特 性 ， 用 于 生物 、 药 、 境 样 品 等 复 杂 基 体 中 痕 量 高 可 医 环 分 析 物 的高 选 择 性 分 离 与 富集 ， 此 在 样 品 前处 理 中 的 应 用 特 别 引 人 瞩 目 。简 要 介 绍 了 功 能 化 有 序 介 因 孔 二 氧 化 硅 材 料 的 制 备方 法 ， 述 了 功 能 化 有 序介 孔 二 氧 化 硅 材 料 在 分 离 富 集 金 属 离 子 、 机 污 染 物 以 综 有 及 生 物 大 分 子 样 品 前 处 理 中 的 应用 进 展 。 关键 词 功 能 化 ； 序 介 ： Ｚ． 化 硅 材 料 ； 品前 处 理 有 ｆ 氧 Ｌ 样
ｔ ａ ｅ ａ ｌ ｔ ｓ ｉ ｏ ｐ ｉａ ｅ ａ ｐ ｅ ｆｂｉ ｏ ｙ，ｍｅ ｉｉ ｎ ｎ ｒ ｎ ｅ ． ｒ ｃ ｎａ ｙ ｅ ｎ ｃ ｍ ｌｃ ｔ ｄ ｓ ｍ ｌ ｓ ｏ ｏｌ ｇ ｄ ｃｎｅ ａ ｄ ｅ ｖｉｏ ｍ ｎｔ Ｔｈｕｓ ｕｎｃ ｉｎａ ｉｅ ｄ ｒ ｄ ，ｆ ｔｏ ｌｚ ｄ Ｏｒ ｅ ｅ Ｍ ｅ ｏ ｒ ｕｓＳｉｌｃ ａ ｅ ｉ ｌ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ａ ｔｅ ｔｏ ｏ ａ ｐ ｅ ｐ ｅ ｒ ａ ｍｅ ｔ ａ ｐｌｃ ｔｏｎ ｓ ｐｏ ｏ ｌｉａ Ｍ ｔ ｒａ ｓ ａ ｅ ｇ ｉ ｅ ｐｅ ｉｌａ ｔ ｎ ｉ ｎ ｆ ｒ ｓ ｍ ｌ ｒ ｔ ｅ ｔ ｎ ｐ ｉａ ｉ ．Ｔｈｉ ｅ ｉｗ ｓ ｒ ｖｅ
选择性 吸附能力得到 了提 高 ］ 。目前人们 已将 功能
化有序介孑 二 氧化硅 材料应用 于分离 富集金属 离子 、 Ｌ 有机污染物 和生物大分子＿８。 ７＿ ＿
表 １ 常见 的 有 序 介 孔 二 氧 化 硅 材 料 及 其 结 构 特 征
Ｔａ ｅ １ Ｃｏ ｂｌ ｍｍ ｏ ｏ ｄ ｒ ｄ ｍ ｅ ｏ ｒ ｕｓ ｓ ｌｉ ａ ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｎｄ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｒ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｎ ｒ ｅ ｅ ｓ ｐｏ ｏ ｉｌｃ ｔ ｒ ａ ｓ ａ ｈｅ ｒ ｓ ｒ ｃ ｕ ａ ｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｊｓ
第 ２ 期
周婵 媛 等 ： 能化有 序介 孔二 氧化硅 材料 在分析 样 品前处 理 中的应用 功
２ １
２有 介 材 分 序孔料类
茎誓 蓍 羹 霎
篱
ｆ硅ｃ＇—。， 一 ：Ｍ ＡＦｎ “ 纯 Ｍ一 ｎｕＭ 等 “ ，—
性
，Ｍ，， ＿，ｅｕ ， ｛ ｎ， 等 ＝ ，Ｃ Ｔ Ｆ ｉ Ｂ ， Ｖ
文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ １ ３ （ ０ １ ０ — ０ ２ — １ ２ ９ — ０ ５ ２ １ ）２ ０ ０ １ 中 图分 类号 ： ６ ８ Ｔ ２ ． ５ ０ ５ ； Ｑ４ ４ ２
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｎｃ ｉ ｎ ｌ ｅ ｄ ｒ ｄ Ｍ ｅ ｏ ｒ ｕ ｉｌｃ ａ ｅ ｉ ｌ ｐｌｃ ｔｏ ｆ Ｆｕ ｔ０ ａ ｉ ｄ Ｏｒ ｅ ｅ ｓ ｐｏ ｏ ｓＳ ｌｉ ａ Ｍ ｔ ｒ ａ ｓ ｚ
ｏ ａ ｐ ｅ Ｐｒ ｔ ｅ ｔ ｅ ｔ ｆ ｒ Ｃｈ ｍ ｉ ａ ｎ Ｓ ｍ ｌ ｅ ｒ ａ ｍ ｎ ｏ ｅ ｃ ｌＡｎａ ｙ ｉ ｌ ｓｓ
ＺＨＯＵ Ｃｈａ ｙｕ ｎ，ＤＵ ｎ ａ Ｚｈｕｏ ，ＬＩＧｏ ｋｅ ｎｇ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｃ ｅ ｓ ｙ ａ ｄ Ｃ ｅ ｃ ｌＥ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｕ ａ—ｅ ｉｅ ｓ ｙ， ａ ｇ ｈ ｕ Ｇ ａ ｇ ｏ ｇ ５ ０ ７ ，Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｈ ｍｉ ｒ ｎ ｈ ｍｉ ｎ ｉｅｒｎ Ｓ ｎＹ ｔ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ， ｕ ｎ ｄ ｎ １ ２ ５ ｈ ｎ ） ｔ ａ ｓ ｔ
要环节 ， 复杂基 体 如 生 物 、 医药 和 环境 样 品 中痕量 、
收 稿 日期 ： ０ １０ —３ 修 回 日期 ：０ １０ － ３ ２ １ － ５０ ２ １ — ５ １
基金项 目： 本文系国家 自然科学基金（ ０ ７０５Ｎ ．０００２和 Ｎｏ９８７１）广东省 自然科学基金（ ９５０７００ ００） Ｎｎ２７５９ ， ｏ２ ７５４ ．０ １０ ２ 、 №． ２１２５１００４ 资助项 Ｉ ｇ。
ＭＣ ４ 上 。Ｈｏ ｇ Ｙ ｎ Ｍ一 １ ｎ ａ ｇ等＿ ＿ ２ 通 过 这种 方 法 将 妇也
氨基 引入 到了介孔 材料 的表 面 。
ｆ ｎｃ ｉｎａｉａｔｏ ｆｍ ｅ ｏ ｏ ｏ ｓｓｌｃ ［ ｕ ｔｏ ｌｚ ｉ ｎ ｏ ｓ ｐ ｒ ｕ ｉｉａ
ｒ ｇｕ ａ ｏ ｅｃ ａ ｅ ｓ，ｓ ａ ｅ ｓ ｌ ｔ ｎ ｓ ｒ ｔ ｒ ｓ，ｅ ｓｌ ｄ ｆｅ ｎ ｒ ｓ ｆ ｃ ｓ，ｒ ｌｔｖ ｉ ｐ ｃｆｃ ｓ — ｅ ｌ ｒ ｐ ｒ ｈ ｎｎ ｌ ｔ ｂｌ ｋｅ ｅ ｏ ｔ ｕｃ ｕ ｅ ａ ｉｙ ｍｏ ｉｉｄ ｉ ｎｅ ｕｒａ ｅ ｅ ａ ｉ ｅ ｈ ｇｈ ｓ ｅ ｉｉ ｕｒ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｆｕ ｃｉｎ ｌ ｅ ｒ ｅ ｅ ｓ ｐ ｒ ｕ ｉ ｉａｍａｅ ｉｌ ａ ｅｕ ｉ ｒ ａ ｄ ａ ｊ ｓａ ｌ ｏ ｅｄａ ｔｒ ， ｓｒ ｃ ｎ ｔ ａｉ ｄ ｏ ｄ ｒ ｄｍｅ ｏ ｏ ｏ ｓｓｌ ｃ ｔ ｒａｓｈ ｖ ｎｆ ｍ ｎ ｄ ｔｂ ｅｐ ｒ ｉｍｅｅ ｓ ｏ ｚ ｌ ｏ ｕ
１ 引 目
样 品前处 理 是 整 个 样 品分 析 过 程 中 的 １个 重
超痕 量物质 分析 要依赖 高效 和高选 择性 的样 品前处
理技 术 ， 中吸 附 剂 的选 择 是 实 现分 析 物 采样 、 其 分 离、 富集 的关键 ， 因此 发 展 选 择性 高 、 富集 能 力强 的 吸 附剂成 为样 品前 处理 技术 的研究 热点 。