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文档简介

纳米二氧化硅（SiO2）是一种无毒、无污染和生物相容性良好的非晶态无机非金属材料，具有小尺寸效应、表面与界面效应和宏观量子隧道效应等介观系统特性。近年来，很多科学家在介孔氧化硅的基础上再次对其结构进行了优化升级，通过多种途径和方法制备出集空腔与介孔结构于一体的中空介孔氧化硅，使其比表面积、物质传输及负载能力等得到进一步有效提升，在药物储存与释放、纳米反应器、吸附与催化和传感器等领域得到了开发与应用。本文主要以合成中空介孔氧化硅纳米颗粒的机理为出发点，概述了目前制备该类材料的主要方法（硬核模板法、液体界面组装法和界面重组与转换法）及其在生物医药、催化和光学等主要应用领域的研究进展。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。结论通过硬核模板、液体界面组装和界面重组与转换等途径，可以控制合成HMSNs材料；其具有内部大空腔、壳层有序介孔孔道、稳定的骨架结构和介观系统特性，从而展现出优异的物质传输能力、多种活性组分高度分散/封装、光反射性能，在医药、催化和光学等领域展现出广泛的潜在应用前景。然而，目前仍面临许多挑战，如HMSNs的简单、经济、规模化制备以及在各潜在应用领域中还存在结构和性能等方面的不足。因此，可以从以下几个方面进一步研究：（1）优化中间产物（SiO2、SiO2/介孔导向剂复合物等）、转化溶液化学环境和工艺参数，提高HMSNs的制备效率；（2）利用多种有效官能团的甲基硅烷化有机硅为前驱体或加入有机/无机金属化合物，同步实现HMSNs骨架掺杂和多功能化，优化和调控其物理化学性质等，促进其在生物医药、催化和光学等领域的实际应用；（3）加强HMSNs结构参数间的关联性研究，如空腔尺寸与孔径间的变化

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