刺激响应性材料能够对外界刺激做出判断并且产生响应信号,因其应用广泛、灵敏度高等优点成为了备受研究者关注的新材料。其中,光响应材料因其环保、无创激发、远程和强度可控、高准确率、瞬时性等优点被认为是最有前途的刺激响应性材料。偶氮苯是一种典型的光敏有机分子,由于存在N=N,可以在紫外/可见光(UV/Vis)照射下发生反式-顺式异构化。介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)由于其独特的性能,例如:比表面积大、高孔隙率、可调节孔径和良好的生物相容性等,在催化、吸附、光学和药物递送系统等方面都有广泛的研究。因此,利用光敏分子偶氮苯作为光响应行为的“开关”,通过合理设计将其引入目标材料介孔二氧化硅中,可以得到具有光响应性能的介孔二氧化硅。利用偶氮苯的光响应性能来控制孔径的大小,在吸附剂和药物释放等领域有广阔的前景。具体研究内容如下:(1)通过Si-C共价结合将偶氮苯基团连入有机硅烷分子,合成悬垂型和架桥型偶氮苯-硅烷前驱体(4-[3-(三乙氧基硅基)丙氧基]偶氮苯;4,4’-[3-(三乙氧基硅基)丙氧基]偶氮苯)。核磁结果证明了成功制得所需样品且纯度较高。紫外-可见吸收光谱结果表明样品具有良好的可逆光异构能力,可以作为光刺激响应性材料的前体。(2)使用上述合成的悬垂型偶氮苯-硅烷前驱体,通过溶胶-凝胶法成功制备了具有新颖核壳结构的偶氮苯官能化介孔二氧化硅(Azo@MSNs),并将偶氮苯基团锚定在壳部分的介孔中。使用罗丹明B(RhB)作为客体分子的吸附与释放实验结果表明:在不同波长光照射下偶氮苯基团的反式-顺式异构化可以导致Azo@MSNs的介孔尺寸变化,从而可以实现客体分子的可控吸附和释放。(3)分别使用选择性刻蚀法和自模板法制备中空介孔二氧化硅,并利用悬垂型偶氮苯-硅烷前驱体在其表面进行修饰,得到偶氮苯官能化的中空介孔二氧化硅(Azo-HMSs)。选用罗丹明B(RhB)和阿霉素(Dox)作为模型分子进行负载,环糊精(β-CD)进行封端。结果表明Azo-HMSs具有较高的负载能力,且可以在紫外光照射下释放更多模型分子。