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无机空心微球及杂化微球的制备表征与应用
导言
微球是一种具有空腔或空心结构的微米级颗粒，近年来越来越受到人们的关注。无机空心微球具有低密度、高机械强度、高比表面积、可控结构等优良性质，因此被广泛应用于催化、吸附、分离等领域。而杂化微球在无机空心微球的基础上结合有机、生物分子等广泛基础，具有更广泛且多种化的应用前景。
本文将介绍无机空心微球及杂化微球的制备以及它们在催化、吸附、分离等领域的应用情况。
一、无机空心微球的制备及表征
目前，无机空心微球的制备方法比较多，如模板法、氧化还原法、物理气相法等。其中，模板法是一种最为常用的制备方法，常用聚合物、碳球等作为模板，通过控制模板表面特性及制备条件，制备出具有空心结构的无机微球。
例如，聚苯乙烯微球是一种常用的模板，可以通过界面聚合、溶剂蒸发等方法制备出空心结构，具体操作为：首先通过乳液聚合法制备得到聚苯乙烯微球，再将其通过溶剂蒸发或溶媒替代法进行处理，使得聚苯乙烯微球内部形成空腔，最后将空腔内的聚苯乙烯溶解掉，即可制备出具有空心结构的无机微球。
无机空心微球的表征主要包括形貌、粒径、孔径、比表面积、结构以及拓扑等。一般常用的表征方法有扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET比表面积分析、Zeta电位等。
二、杂化微球的制备及表征
杂化微球可分为无机/有机杂化和无机/生物杂化两种类型。杂化微球制备主要采用界面聚合法、共聚合法、自组装法等。其中，自组装法制备杂化微球具有简单、快速、环保等优点。
例如，将反应物经过调节后，在水中自组装形成胶束，再通过周期性反应方法，使之逐渐成长为具有空心结构的杂化微球，然后从胶束内部释放分子即可制备出具有复合结构的杂化微球。
杂化微球的表征主要包括组成、结构、形貌等。常用的表征方法有核磁共振（NMR）、荧光光谱、动态光散射（DLS）、BET比表面积分析等。
三、应用领域
1.催化应用
无机空心微球因其丰富的孔隙结构、高比表面积等特点，被广泛用作催化剂载体。Wang等人制备的Si@CNH空心微球在催化环氧乙烷加氨水中，表现出不错催化性能，与Silica、Alumina等催化剂相比，Si@CNH空心微球具有较高催化活性以及稳定性。
2.吸附分离应用
在生物、环境等领域中，无机/生物及无机/有机杂化微球因其具有多性能及介孔结构等优点，被广泛应用于对重金属的吸附分离等。Diau等人制备出的Au@TiO2@chitosan空心微球，在饮用水中对氯化物的吸附率高达86.2%。
3.药物运载应用
杂化微球具有特殊的物理化学性质，具有较高的药物载量和控制释放特性。Shafaei等人制备了聚乳酸@SiO2@Au的药物运载体，在体外研究中，药物对该载体的吸附量高达80%以上。
结论
无机空心微球及杂化微球的制备及表征方法愈加完善。同时，微球在生物、催化、吸附、分离、药物运载等领域具有广泛的应用前景。因此，对微球的加强研究及应用，将对相关领域的发展产生重要的推动作用。