PDF《温度对嵌段多肽控制合成 SiO2 的影响》

1 试剂与表征 实验所需的试剂,如正硅酸乙酯(TEOS,98%), 苯胺基甲基三乙氧基硅烷(AMTS),苄胺,无水甲醇, 苯甲醇,N,N-二甲基甲酰胺等从试剂公司订购.双嵌 段共聚多肽(Phe20-b-PBLG50)实验室自制. 在HITACHI S-3500N 型扫描电镜上观测样品的 微观形貌和颗粒大小;

采用 Philips TECNAI-10 型透 射电镜对合成的样品进行 TEM 表征;

使用 Rigaku D/max-2500 型粉末 X-射线衍射仪对样品进行 X-射线 衍射分析;

样品的氮气吸附测试在 Quantachrome NOVA 2000e 氮气吸附测试仪器上完成.

2 合成方法 2.1 双嵌段共聚多肽(Phe20-PBLG50)的合成 文献[12]的方法,以L-苯丙氨酸、γ-谷氨酸苄酯 和三光气为原料,分别合成出 L-苯丙氨酸 N-羧酸酐 (NCA)单体和 γ-谷氨酸苄酯-NCA 单体.然后以三乙 胺为引发剂,采用溶液聚合的方法合成多肽Phe20-b-PBLG50. 2.2 双嵌段多肽调控二氧化硅的合成 在40 mL Phe20-b-PBLG50 的二甲基甲酰胺(DMF)溶液(浓度为 2.5 mg/mL)中,加入

120 mL 苯甲醇,将 所得溶液在

80 ℃持续加热

20 min 后,分别加入

5 mL 氨苯基甲基三乙氧基硅烷(AMTS)、3 mL 苄胺(作为硅 氧烷水解催化剂) 、3 mL 水和

5 mL 正硅酸乙酯.混合 溶液继续在

80 ℃搅拌加热

10 min 后,冷却,室温静置

15 d.反应结束后在所得的凝胶态产物中加入大量甲醇 和去离子水反复洗涤过滤,在60 ℃干燥

24 h,得到白 色产品.为了考察静置温度对合成的影响,本实验中选 择不同的静置温度(5 ℃,室温,50 ℃)作为对比. 取出以上所制备产品的一部分, 在550 ℃焙烧

6 h, 以除去有机物和两嵌段共聚多肽.

3 结果与讨论 温度对二氧化硅溶胶-凝胶体系、嵌段共聚多肽的 分子构象以及自组装行为有重要的影响.在室温条件 下,利用 Phe20-b-PBLG50 为模板合成了封闭式的、壁较 薄、 大小约在 3~10 nm 之间的复合空泡结构纳米孔二氧 化硅, 是多肽在溶液中形成的自组装形态通过二氧化硅 转录并固定[11] .本文将讨论在

50 ℃和低温

5 ℃静置反 应条件下对以嵌段共聚多肽Phe20-b-PBLG50为模板调控 二氧化硅合成体系的影响. 从50 ℃和低温5 ℃条件下合成的样品经焙烧后的 XRD 图谱(见图 1)可以看到,在广角 2θ=15°~30°之 间都有一个宽峰,说明产物均为无定形二氧化硅;

在小 角处均出现了d 值分别为2.6 nm 和2.8 nm 的宽衍射峰, 表明在50 ℃和5 ℃条件下合成的样品均具有一定的短 程介观有序结构. 与室温下合成的样品的 XRD 图谱[11] (d 值为 2.7 nm)进行比较,可以发现三者在衍射峰位置、峰形 以及 d 值上没有明显差别.由此可以认为,在本体系中 反应温度对于材料纳米尺度上的介观结构没有明显的 影响. 第4卷第6期2009 年6月397 图1经焙烧后二氧化硅样品的 XRD 图(a)

5 ℃;

(b)

50 ℃ Fig.

1 XRD patterns of calcined silica samples (a)

5 ℃;

(b)

50 ℃ 图25℃条件下合成的未焙烧样品的红外光谱图 (a)在波数

4 000~400 cm-1 之间的全图;

(b)在波数

1 950~1

350 cm-1 的放大图 Fig.

2 IR spectra of uncalcined sample obtained at

5 ℃ (a) full spectrum;

(b) expanded plot in the range from

1 950 to

1 350 cm-1 图350 ℃条件下合成的未焙烧样品的红外光谱图 (a)在波数

4 000~400 cm-1 之间的全图;

(b)在波数

1 950~1

350 cm-1 的放大图 Fig.

3 IR spectra of uncalcined sample obtained at