【摘 要】
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由于微流控技术能够精确控制物质传递和反应条件，近年来已经成为材料合成研究的有力工具.与传统制备方法相比，微流控技术在制备各种形貌的纳米颗粒及微米颗粒时，可以灵活调
【机 构】
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中国科学院大连化学物理研究所,大连市中山路457号,116023
【出 处】
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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术
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由于微流控技术能够精确控制物质传递和反应条件，近年来已经成为材料合成研究的有力工具.与传统制备方法相比，微流控技术在制备各种形貌的纳米颗粒及微米颗粒时，可以灵活调节颗粒组成、结构、形貌、大小、大小分布以及物理化学性质，具有明显优势.SiO2微球具有良好的光学性能和化学惰性，可以制备光子晶体或介孔材料，在生物医学、光学、催化等领域具有较为广泛的应用.沉淀法是制备氧化物颗粒的重要途径.由于芯片通道多在微米级别，如将沉淀剂和前驱体溶液直接混合再切割成液滴制备颗粒，易堵塞通道，难以长时间制备.为解决这一问题，学者们发展了将沉淀剂和前驱体溶液分别生成液滴，再通过特殊结构[1]或外加电场[2]促进液滴融合制备颗粒的方法.但这些方法也存在液滴配对效率较低，流速不能过快，以及外部控制设备复杂的问题，对于连续及批量生产仍有一定局限.本实验室发展了一种界面沉淀法，制备单分散微米级别的SiO2微球.该方法在PDMS芯片上，将液滴生成和沉淀过程分开：即先通过流体剪切生成前驱体液滴，然后再通过液滴界面导入碱性沉淀剂，在线固化制备均一微颗粒.通过调节分散相及连续相的流速，可以调节颗粒的大小(74-148μm)：通过调节沉淀相中的沉淀剂含量，可以改变颗粒的比表面积(136.1-606.2 m2/g)和孔径分布(17.2-41.7(A)).以该方法制备颗粒，在室温条件下可即实现在线固化，不易发生融合，因此粒径均一，变异系数CV可达2％以下.由于沉淀反应发生在两相界面，沉淀不与通道接触，因此不易产生吸附阻塞通道，可实现长时间连续生产.目前单通道芯片产量可达3-4 g/天，可满足一般催化反应的需求，如采用阵列结构，产量还将大大提高.将此方法拓展，还可进行CuZn混合氧化物空心微球以及单分散Fe/SiO2微球的制备.该法制备的SiO2微球粒径均一，可作为流态化模拟的模型粒子；利用其较大的比表面积担载催化剂，还可填充进芯片微反应器，进行催化反应的相关研究.
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