一种海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料及其制备方法，该方法包括：步骤1，采用亚铁盐制备亚铁盐水溶液；步骤2，将海洋多糖溶于0.05%—0.5%的硝酸溶液中，得到海洋多糖硝酸溶液；步骤3，将所述的海洋多糖硝酸溶液加入到亚铁盐水溶液中，再加入聚乙二醇，搅拌均匀；步骤4，加入硼氢化钠水溶液，搅拌，得到海洋多糖包覆的纳米铁复合材料。本发明专利技术提供的海洋多糖包覆的纳米铁复合材料的制备方法反应条件温和，操作简便，原料来自于海洋天然多糖，丰富易得，且制得的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料没有毒性，安全性好，能用于化妆品领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料制备领域，特别涉及一种海洋多糖原位包覆纳米铁的复合材料及其制备方法。
技术介绍
纳米铁具有很强的还原性，相对比表面积大，在净水方面应用较多。然而纳米铁粒子非常容易在水的作用下发生氧化反应，生成氧化铁，不仅失去了原有的效用，而且红色的铁锈会严重影响产品的外观。因此必须进行保护处理。关于纳米铁的包覆文献主要有碳包覆和二氧化硅包覆两种，但都是使用无机材料对纳米铁进行包覆，而无机材料包覆纳米铁粒子通常不能完全防止纳米铁氧化。采用有机材料对纳米铁进行包覆的方法通常是采用聚合物如聚乙烯(PE)-聚异丁烯-TEPA包覆、聚苯乙烯(PS)-TEPA包覆等。然而，这些方法有如下缺陷：采用高分子有机物，本身难以降解，要么是容易沉降，而且可能具有不可知的生物毒性，如果运用到化妆品领域，可能产生危害性。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中有机材料包覆纳米铁的缺陷，提供一种海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其反应条件温和，成本低，形成的包覆物稳定，缓释效果好。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，该方法包括：步骤1，采用亚铁盐制备亚铁盐水溶液；步骤2，将海洋多糖溶于0.05％-0.5％的硝酸溶液中，得到海洋多糖硝酸溶液；步骤3，将所述的海洋多糖硝酸溶液加入到亚铁盐水溶液中，再加入聚乙二醇，搅拌均匀；步骤4，加入硼氢化钠水溶液，搅拌，得到海洋多糖包覆的纳米铁；所述的海洋多糖至少含有羟基、氨基或羧基中任意一种配位基团。上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其中，所述的亚铁盐选择硫酸亚铁或氯化亚铁或二者的混合物。上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其中，所述的海洋多糖为天然海洋多糖。上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其中，所述的海洋多糖选择壳聚糖、明胶、卡拉胶、琼脂中的至少一种。步骤4的搅拌时间为30-120min。上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其中，所述的步骤4还包含常规的后处理步骤。上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其中，所述的步骤4还包含：离心处理、过滤、洗涤和干燥步骤。上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其中，所述的洗涤溶剂选择水、乙醇或乙醇水溶液中的任意一种以上。上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其中，步骤1、步骤3和步骤4过程中均采用保护气氛，保持无氧状态。上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其中，所述的保护气氛是指氮气或氩气。本专利技术还提供了一种采用上述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法制备的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料，其粒径为纳米级壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，分子式如下：其无臭、无味、无毒性。因壳聚糖分子中带有活泼的羟基和氨基，具有较强的化学反应能力。在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，且具有良好的保水性和化学稳定性。经研究发现，壳聚糖及其衍生物具有很好的抗菌性、抗氧化性、电解质吸附能力。壳聚糖随其分子中含氨基数量的增多，其氨基特性越显著，这正是其独特性质的所在，由此奠定了壳聚糖的许多生物学特性及加工特性的基础。明胶的主要组成为氨基酸组成相同而分子量分布很宽的多肽分子的混合物，分子量一般在几万到十几万。是一种自然界的天然高分子多糖，明胶为亲水性胶体，属于两性电解质，具有发泡及稳泡的作用，并且具有持水性，成膜性及乳化性等优良的功能特性。卡拉胶的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、镁、铵盐。分子式为(C12H18O9)n，白色或浅褐色颗粒或粉末，无臭或微臭，口感粘滑。溶解于80摄氏度水，形成粘性、透明或轻微乳白色的易流动溶液。其具有增稠性、钾离子存在能生成热可逆凝胶，能与魔芋胶、黄原胶等胶体产生协同作用，提高凝胶的弹性和保水性。琼胶为无色、无定形状固体，溶于热水。常用于食品工业，能够明显改变食品的品质，提高食品的档次。具有凝固性，稳定性，能与一些物质形成络合物等物理化学性质，稳定性，用作增稠剂、凝固剂、悬浮剂、乳化剂、保鲜剂和稳定剂。聚乙二醇又名α-氢-ω-羟基的聚合物。由环氧乙烷与水或乙二醇逐步加成聚合而成。无毒、无刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电性并与许多有机物组份有良好的相溶性等。无毒，并对皮肤眼睛无明显刺激。本专利技术采用至少含有羟基、氨基或羧基中任意一种配位基团的海洋多糖进行包覆保护。因为该些海洋多糖高分子结构中含有羟基、氨基或羧基等配位基团，而且海洋多糖本身具有很好的被膜性、胶凝性、稳定性，可与纳米铁形成较强的配位结合作用，在纳米铁表面形成严密的包覆层，可以更好地保护纳米铁，起到缓蚀的作用。本专利技术提供的制备方法反应条件温和，操作简便，原料来自于海洋天然
多糖，丰富易得，且制得的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料没有毒性，安全性好。采用天然海洋多糖包覆纳米铁，易形成稳定的配合物，防止纳米铁因团聚或氧化而失去作用，而且壳聚糖具有很好的杀菌能力，结合纳米铁还原腥味物质的能力，用在化妆品领域(如肥皂)中，可以起到杀菌、除腥等优良效果。附图说明图1a为本专利技术的实施例1制得的海洋多糖包覆的纳米铁复合材料的扫描电镜图，图1b为其能谱分析图。图2为本专利技术的实施例2制得的海洋多糖包覆的纳米铁复合材料的扫描电镜图。图3为本专利技术的实施例3制得的海洋多糖包覆的纳米铁复合材料的扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，该方法包括：步骤1，采用亚铁盐制备亚铁盐水溶液；步骤2，将海洋多糖溶于0.05％-0.5％的硝酸溶液中，得到海洋多糖硝酸溶液；步骤3，将所述的海洋多糖硝酸溶液加入到亚铁盐水溶液中，再加入聚乙二醇，搅拌均匀；步骤4，加入硼氢化钠水溶液，搅拌，得到海洋多糖包覆的纳米铁；所述的海洋多糖至少含有羟基、氨基或羧基中任意一种配位基团。其中，上述的各原料的用量为：以亚铁盐为基准，0.1mol亚铁盐，加入0.2-1mol硼氢化钠，加入多糖混合物5-10g，加入聚乙二醇0.05-5g。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步地说明。实施例1：壳聚糖原位包覆纳米铁步骤1，称取0.278g的七水硫酸亚铁于三口烧瓶中，然后加入20mL的去离子水，持续通入氩气保护，获得亚铁盐水溶液；步骤2，称取0.05g壳聚糖加入到浓度为0.05％的硝酸溶液中，得到海洋多糖硝酸溶液；步骤3，将步骤2中配好的海洋多糖硝酸溶液加入步骤1的亚铁盐水溶液中，再加入0.01g聚乙二醇，机械搅拌直至混合均匀；步骤4，称取0.378g硼氢化钠置于烧杯中，加入20ml去离子水，待完全溶解后用恒压漏斗缓缓滴入三口烧瓶中；步骤5，整个过程均使用氩气保护，机械搅拌反应2h得到纳米级海洋多糖包覆的纳米铁复合材料，离心并用去离子水洗涤3次，干燥，储存。本实施例得到的纳米级海洋多糖包覆的纳米铁复合材料的扫描电镜图如图1所示，粒径范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：   步骤1，采用亚铁盐制备亚铁盐水溶液；   步骤2，将海洋多糖溶于0.05%—0.5%的硝酸溶液中，得到海洋多糖硝酸溶液；   步骤3，将所述的海洋多糖硝酸溶液加入到亚铁盐水溶液中，再加入聚乙二醇，搅拌均匀；   步骤4，加入硼氢化钠水溶液，搅拌，得到海洋多糖包覆的纳米铁；所述的海洋多糖至少含有羟基、氨基或羧基中任意一种配位基团。

【技术特征摘要】
1.一种海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括： 步骤1，采用亚铁盐制备亚铁盐水溶液； 步骤2，将海洋多糖溶于0.05%—0.5%的硝酸溶液中，得到海洋多糖硝酸溶液； 步骤3，将所述的海洋多糖硝酸溶液加入到亚铁盐水溶液中，再加入聚乙二醇，搅拌均匀； 步骤4，加入硼氢化钠水溶液，搅拌，得到海洋多糖包覆的纳米铁；所述的海洋多糖至少含有羟基、氨基或羧基中任意一种配位基团。2.如权利要求1所述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其特征在于，所述的亚铁盐选择硫酸亚铁或氯化亚铁或二者的混合物。3.如权利要求1所述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其特征在于，所述的海洋多糖为天然海洋多糖。4.如权利要求1所述的海洋多糖原位包覆纳米铁复合材料的制备方法，其特征在于，所述的海洋多糖选择壳聚糖、明胶、卡拉胶、琼脂中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓峰，徐国强，周冰蕾，周倩，左敏超，任晓菲，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31