近日，中科院過程所研究員朱慶山團隊利用新開發(fā)的前驅(qū)體水解法，實現(xiàn)了二氧化硅SiO₂多殼層空心微球粉體的批量化合成，該成果上月發(fā)表在科技期刊《先進材料》上。

論文地址： https://doi.org/10.1002/adma.202409421

前驅(qū)體水解法制備SiO2多殼層空心微球粉體流程示意圖

SiO₂多殼空心球（MHS）作為載體具有多個多孔層和內(nèi)部空隙，在調(diào)節(jié)傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)方面具有顯著的優(yōu)勢，作為一種具有高比表面積、低密度和優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性的材料，在工業(yè)催化、醫(yī)藥載體等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景。 然而，SiO₂MHSs的實際應(yīng)用由于其高成本和低生產(chǎn)效率問題而受到嚴(yán)重阻礙。

研究團隊通過開發(fā)前驅(qū)體水解方法克服了這些障礙，具體通過四氯化硅（SiCl₄）氨解法制備出含Si(NH)₂前驅(qū)體，在25℃的氨水中水解5小時后，粉體再經(jīng)60℃烘干獲得微米級的SiO₂MHSs。與傳統(tǒng)方法相比，該新方法省去了模板制備和高溫刻蝕等流程，可用于合成公斤級SiO2多殼層空心微球粉體。實驗顯示，合成效率較傳統(tǒng)方法提高2個數(shù)量級，成本降低1個數(shù)量級。 

SiO₂MHSs微觀及其斷面SEM圖和實物圖

新方法不僅可通過改變水解介質(zhì)組成調(diào)控SiO₂MHSs的空腔大小和尺寸，通過調(diào)控NH4Cl負(fù)載量和加熱溫度，SiO₂MHSs的孔徑范圍可從2-50nm之間調(diào)節(jié)。此外還可用于制備TiO₂和SnO₂空心球（HS）。研究團隊提出的前驅(qū)體水解方法和NH₄Cl沉淀熱解策略為推動SiO₂MHSs從實驗室規(guī)模到工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用提供了指導(dǎo)和助力。

參考來源：中國科學(xué)報

編譯整理 YUXI