Page 30 - 《精细化工》2020年 第10期
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·1960· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
生的 SiO 2 朝向囊泡内部生长形成花状结构；当水与 解，影响了自组装过程，对介孔结构产生了负面影
乙醇的体积比大于 1 时，PVP 和 HDA 疏水链朝向 响。此外，通过调整疏水油的用量，还可以控制介
球形囊泡的外部，TEOS 水解产生的 SiO 2 朝向囊泡 孔 SiO 2 的直径、壳层厚度和孔径（2.5~4.2 nm）。
外部生长形成中空结构。煅烧之后，PVP 和 HDA 以表面活性剂形成的胶束为模板制备介孔 SiO 2
的疏水链处便产生孔道。表明表面活性剂对介孔 操作简单，因此，广泛应用于介孔 SiO 2 的制备中，
SiO 2 形貌的影响还受制于合成体系所采用的介质。 而且由于表面活性剂形成的胶束尺寸可调、结构多
样，以此为模板制备得到的介孔 SiO 2 孔径可在较大
范围内调节，且可得到不同结构的材料，如棒状结
构、片状结构和三维结构。但是，胶束容易受温度、
浓度等条件影响，柔性较大，形成孔道结构的规整
性较差。
2.1.2 嵌段共聚物
由于嵌段共聚物独特的链段结构表现出类似于
表面活性剂的性质，在选择性溶剂中可以自组装成
图 6 花状介孔 SiO 2 和中空介孔 SiO 2 的形成示意图 [52] 一系列形态各异的聚集体，如球状、棒状、囊泡状
Fig. 6 Schematic illustration of mesoporous silica with 以及复合胶束等，聚集体与硅酸盐聚集体以氢键、
flower structure and hollow structure [52]
范德华力及静电作用相结合，实现结构导向作用，
不同表面活性剂与无机物种之间的作用力大小 最终去除模板后，即可获得有序的无机或有机介孔
不同，形成的胶束大小也不尽相同，因此，表面活 SiO 2 材料 [54] 。
性剂的种类也会影响介孔 SiO 2 的孔径大小。利用这 江钰等 [55] 以 CTAB 和两亲性嵌段共聚物聚苯乙
一特性，SUN 等 [53] 采用阳离子表面活性剂 CTAB、 烯-b-聚丙烯酸（PS-b-PAA）为双模板剂，TEOS 为
阴离子表面活性剂水杨酸钠、非离子表面活性剂 硅源，通过精确调控模板剂与硅源之间的界面自组
（P123、F127）分别为模板，与疏水油（环己烷、 装行为，制备得到了 3 种多级孔 SiO 2 纳米颗粒，包
1,3,5-三甲苯）联合构建稳定的 O/W 微乳液，使酸 括核壳型双介孔氧化硅纳米颗粒、嵌入型双介孔氧
性条件下预水解的 12-双（三乙氧基硅基）乙烷 化硅纳米颗粒及空心型介孔氧化硅纳米颗粒。同样
（BTSE）和 TEOS 通过静电引力沉积在复合胶束周 地，NIU 等 [56] 以两亲性嵌段共聚物 PS-b-PAA 和
围，然后在碱性环境中交联形成 SiO 2 骨架，最后用 CTAB 为双模板，合成了核壳结构和单分散双介孔
SiO 2 球（如图 8 所示）。结果表明，该方法得到的介
乙醇萃取表面活性剂，制备了孔径为 2.8 nm 的有机-
孔 SiO 2 球具有较小的孔径（2.0 nm）和较大的可调
无机杂化介孔 SiO 2 纳米粒子（如图 7 所示）。
谐孔（12.8~18.5 nm）。这些研究充分证实了通过调
节嵌段共聚物的自组装行为可实现对介孔材料形貌
的有效控制。
图 7 有机-无机杂化介孔 SiO 2 纳米粒子的合成过程示意
图 [53]
Fig. 7 Schematic for the synthesis of organic-inorganic 图 8 单分散双介孔 SiO 2 球的制备路线 [56]
hybrid mesoporous silica [53] Fig. 8 Preparation route of core-shell structured dual-
mesoporous silica spheres [56]
当以非离子表面活性剂 P123 为模板时，随着表
面活性剂浓度的增加，介孔 SiO 2 的孔径与孔体积呈 另外，介孔 SiO 2 的孔径尺寸也可以通过调节嵌
下降趋势，这是由于其较大的分子尺寸难以完全溶 段共聚物中某一嵌段的长度来进行有效控制。如
