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·1462· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

微球粒径分布范围为 8~35 μm，可用作制备色谱填料。
当搅拌速度分别为 980 r/min（图 4b）或 1370 r/min（图
4c）时，得到的二氧化硅微球粒径分布分别为 6~
29 μm 或 4~27 μm。机械搅拌可以提供稳定的剪切
力，随着搅拌速度增大，二氧化硅微球的粒径逐渐
减小，粒径分布变窄。磁力搅拌条件下制备的二氧
化硅微球粒径和粒径分布很大（图 4e），为 5~52 μm，
且小球难以分散开，结块严重。这可能是由于，磁
a—PEG200；b—PEG400；c—DMF
力搅拌的力度较小，尤其是滴加氨水催化剂后，反 图 5 不同致孔剂种类得到的二氧化硅微球显微图
应体系变得黏稠，磁子的转动受到限制，故最终制 Fig. 5 Microscope images of silica microspheres with
备的二氧化硅微球粒径偏大，且出现结块现象，故 different porogen species

磁力搅拌不适合二氧化硅微球的制备。所以，本文 2.2 BET 表征结果
选择机械搅拌速度为 2190 r/min 进行后续反应，此 采用不同致孔剂制备的二氧化硅微球的 BET参
时得到的二氧化硅微球粒径分布为 3~10 μm。 数如表 1 和图 6 所示。采用 DMF 为致孔剂时，二氧
2.1.5 致孔剂种类对二氧化硅微球粒径及粒径分布 化硅微球的比表面积、平均孔径和孔体积均满足商
的影响 业要求，而且孔径分布窄，近似呈正态分布，故本
致孔剂的种类是影响二氧化硅微球粒径、粒径 文选 DMF 为致孔剂进行后续实验。制备硅球时，
分布 及孔结构的关键因素 [7,17] ，本 文以 DMF、 DMF 的用量较聚乙二醇大，故得到的二氧化硅微球
PEG200 和 PEG400 为致孔剂，考察了致孔剂种类对 平均孔径也较大。采用 PEG 为致孔剂时，PEG 的相
二氧化硅微球粒径及粒径分布的影响，实验方法同 对分子质量越大，得到二氧化硅微球的平均孔径越
1.2 节，结果如图 5 所示。由图 5 可知，以 DMF、 大，故与 PEG200 相比，以 PEG400 为致孔剂得到
PEG200 和 PEG400 为致孔剂均能得到球形度较好的 的二氧化硅微球的平均孔径更大。

二氧化硅微球，粒径分布分别为 3~10 μm、3~12 μm 表 1 不同致孔剂种类制备的二氧化硅微球的 BET 参数
和 3~10 μm。范少华 [18] 等的报道指出：非质子型溶 Table 1 BET parameters of silica spheres with different
剂不能与亲核试剂形成氢键，不能使亲核试剂溶剂 porogen species
化，最终裸露的负离子作为亲核试剂，具有较高的 致孔剂

反应活性。在本文的实验中，DMF 是非质子型溶剂， DMF a PEG200 b PEG400
b
2
–
氨水是亲核试剂，成球过程中，氨水中的 OH 具有 比表面积/（m /g） 464.11 459.42 432.70

较高的反应活性，促进 OH 与 PES 的亲核取代反应， 平均孔径/nm 9.81 5.51 7.09
3
孔体积/（m /g） 1.14 0.63 0.77
促进 PES 水解，有利于硅球形成。PEG200 和 PEG400
a
b
不仅可以作为致孔剂，还可作为 O/W 乳化剂和稳定 注： DMF 的体积分数为 1.2%； PEG200 和 PEG400 的体
积分数为 0.9%。
剂，只有采用合适的浓度才有利于得到球形度较好
的二氧化硅微球。

图 6 不同致孔剂种类制得二氧化硅微球的孔径分布图
Fig. 6 Pore size distribution of silica microspheres with
different porogen species

2.3 硅羟基含量测定
本文对比了不同种类硅胶的表面硅羟基含量，
结果见表 2。从表 2 可以看出，自制二氧化硅微球