Page 15 - 《精细化工》2020年第7期

第 37 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.37, No.7
202 0 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2020

综论
中空介孔氧化硅纳米颗粒的制备及应用进展

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兰 海 ，姚 棋 ，游经鹏 ，张 彪
（1. 重庆交通大学 材料科学与工程学院 应用化学系，重庆 400074；2. 广东石油化工学院 材料科学与
工程学院，广东 茂名 525000；3. 中国科学院成都有机化学研究所，四川 成都 610041）
摘要：集空腔与介孔结构于一体的中空介孔氧化硅纳米材料（HMSNs）因其高比表面积、可调孔径、低密度和
高渗透等特性，而在诸多领域展现了极大的潜在应用前景。该文对中空-介孔氧化硅纳米颗粒的主要制备方法及
其优缺点进行了概述，着重阐述了硬核模板法、液体界面组装法和界面重组与转换法的研究进展；同时，介绍
了中空介孔氧化硅纳米颗粒在生物医药、催化和光学领域方面的应用。最后，对其制备和应用目前存在的挑战
以及后续突破方向进行了分析和展望。
关键词：氧化硅；中空介孔；纳米颗粒；硬核模板；界面组装
中图分类号：O613.72 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 07-1297-07

Hollow mesoporous silica nanoparticles: preparation methods and applications

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LAN Hai , YAO Qi , YOU Jingpeng , ZHANG Biao
（1. Department of Applied Chemistry, College of Materials Science and Engineering, Chongqing JiaoTong University,
Chongqing 400074, China; 2. College of Materials Science and Engineering, Guangdong University of Petrochemical
Technology, Maoming 525000, Guangdong, China; 3. Chengdu Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of
Sciences, Chengdu 610041, Sichuan, China）
Abstract: Hollow mesoporous silica nanoparticles (HMSNs) integrating inner cavity and mesoporous
structure have showed great potential applications in many fields due to their large specific surface area,
tunable pore sizes, low density and favorable permeability. The major preparation methods of HMSNs and
their advantages and disadvantages are summarized. The methods of hard-core template, liquid-interface
assembly, interfacial reassembly and transformation for preparing HMSNs are discussed. Furthermore, the
applications of HMSNs in the fields such as biomedicine, catalysis and optics are introduced. Finally, the
challenges and research directions of its preparation and application are analyzed and prospected.
Key words: silica; hollow-mesoporous; nanoparticles; hard-core template; interfacial reassembly

纳米二氧化硅（SiO 2 ）是一种无毒、无污染和 骨架可被其他化学原子替换或掺杂，使其能被其他
生物相容性良好的非晶态无机非金属材料，具有小 官能团进一步功能化，在电子封装、工业催化、能
尺寸效应、表面与界面效应和宏观量子隧道效应等 源化工、生物制药、诊断医疗、药物传递和环境保
[1]
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介观系统特性 ；其分子状态呈以[SiO 4 ]四面体为基 护等诸多领域具有广阔的应用前景 。因此，制备
本结构单元的立体网状结构，其中氧、硅原子之间 具有不同微/宏观结构与物理化学性质的氧化硅纳
以共价键直接相连，键能高达 460 kJ/mol，结构牢 米颗粒一直受到科学界的青睐，并得到广泛而深入
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固，热膨胀系数仅为 3×10 ~5×10 /K，具有稳定的 的研究 [4-5] ；合成理论与潜在应用基础得到长足发
[2]
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物理化学性、多孔性、耐高温及低介电等特性 ； 展，至今方兴未艾 。
[7]
此外，其表面存在不饱和残键及不同状态的羟基、 1968 年，STOBER 等 通过酯-醇-水-碱体系，

收稿日期：2020-01-06; 定用日期：2020-03-12; DOI: 10.13550/j.jxhg. 20200015
基金项目：中国博士后项目（2019M653269）；广东省省级科技计划项目（2017B090922003）；重庆市教委科学技术研究青年项目
（KJQN201900704）；重庆交通大学人才引进科研启动基金（19JDKJC-A017）；广东石油化工学院科研基金人才引进（2019rc038）
作者简介：兰 海（1988—），男，博士，E-mail：lhtaiyi@mails.cqjtu.edu.cn。联系人：姚 棋(1989—)，男，博士，E-mail：
yaoq25@mail.sysu.edu.cn。