介孔氧化锆基材料的制备与性能评价

• 作 者: 马媛媛
• 机 构: 天津大学
• 出 处: 天津大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 介孔氧化锆基材料 水热合成 聚合胶体凝聚 复合工艺 药物载体 缓释性能

本文以氧氯化锆为起始原料分别制备了用作高效液相色谱填料的ZrO2固定相、可作药物载体的ZrO2-SiO2复合微球和作为碳糊电极修饰材料的介孔ZrO2粉体。针对不同的应用要求，设计出相应的材料制备工艺，并对所制备材料进行结构表征和性能评价。　　以氧氯化锆为起始原料，氨水作为水解促进剂，85oC下水浴加热得到氧化锆水溶胶，经水热合成和诱导聚合胶体凝聚复合工艺制备ZrO2微球。SEM表征该微球具有良好的球形度，粒径达5μm左右，BET分析表明微球的比表面为26.5m2·g-1，孔径分布在5~26nm，属介孔材料。利用十八烷基二甲基氯硅烷对ZrO2微球进行表面改性后，微球的比表面下降到14.6m2·g-1，孔径分布在3~21之间。CHN元素分析测定表面键合C18改性剂的量约为0.21mmol?m-2。所制备C18-ZrO2微球用于高效液相色谱固定相的应用评价，结果表明C18-ZrO2固定相对富电子化合物和碱性物质有良好的分离效果。　　利用诱导聚合胶体凝聚工艺，以氧氯化锆为起始原料，通过加入不同质量的二氧化硅溶胶制备了尺寸可控的ZrO2-SiO2复合微球。SEM表征该系列微球均具有良好的球形度，且随着二氧化硅含量的增加，ZrO2-SiO2复合微球的尺寸由2μm增加到10μm；XRD、FT-IR和XPS的分析表明ZrO2-SiO2复合微球表面有Zr-O-Si键的形成。以布洛芬为模型药物，考察C18改性前后ZrO2-SiO2复合微球的药物装载情况，及在PH=7.2缓冲溶液中的缓释能力。利用UV测定改性前后ZrO2-SiO2微球的最大载药量和释放速率，C18改性后微球相比改性前微球，其载药量有所降低，但有效控制了药物的缓释。　　利用沉淀工艺，以氧氯化锆为起始原料，乙二胺做模板剂和沉淀剂来制备ZrO2粉体，小角XRD表明在2θ为1°时存在衍射峰，证明ZrO2粉体具有良好的介孔性。该介孔ZrO2粉体吸附甲苯胺蓝染料后，按一定比列与石墨、液体石蜡混合制备化学修饰碳糊电极。在酸性Britton-Robinson缓冲溶液中，利用循环伏安法测定修饰电极的电化学活性。结果表明，随着扫描速率的增加，峰电流随之增大，且两者呈线性关系，说明ZrO2粉体作为载体对甲苯胺蓝的氧化还原起到表面控制的作用；通过改变不同pH值的Britton-Robinson缓冲溶液，随pH的增大，可抑制甲苯胺蓝单体的聚合，减弱甲苯胺蓝的氧化还原能力，降低其导电性，阻止了电化学反应。说明介孔ZrO2粉体为甲苯胺蓝的聚合提供了场所。