超顺磁性氧化铁-氧化锌复合纳米团簇及其制备方法、用途技术

本发明专利技术涉及一种超顺磁性氧化铁

【技术实现步骤摘要】
超顺磁性氧化铁
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氧化锌复合纳米团簇及其制备方法、用途


[0001]本专利技术涉及一种超顺磁性氧化铁
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氧化锌复合纳米团簇的制备方法、该方 法制得的超顺磁性氧化铁
‑
氧化锌复合纳米团簇、及其用途，属于纳米材料与 微生物应用领域、以及抗菌制剂


技术介绍

[0002]据申请人了解，细菌污染是许多领域诸如食品、医疗和环境领域中最具 挑战性的问题之一。在过去的几十年里，病原体传播增加和抗生素的滥用加 剧了耐抗生素细菌的出现，造成了复杂的感染情况，严重威胁到人类的公共 健康，特别是儿童的健康。向自然水环境直接排放未经处理的废水，无疑会 使自然水体成为细菌等的一个巨大的耐药基因库，因此，为了降低耐药风险， 寻找安全的抗菌剂并精确控制其使用已是当务之急。
[0003]近年来，无机氧化物纳米粒子用于抗菌方面已被广泛研究，其中氧化锌 纳米粒子由于具备独特的抗菌活性并对哺乳动物细胞无毒而受到广泛的关注。 氧化锌的制备常用方法包含溶胶凝胶法、电化学方法等，在目前常见的氧化 锌抗菌应用中，氧化锌通常只单次使用，这无疑是对资源的一种浪费。若能 将氧化锌在实际抗菌应用过程中实现重复利用，将大大提高抗菌制剂的利用 效率，减少资源浪费。
[0004]经检索发现，申请号CN201510268939.0、申请公布号CN104815610A的 专利技术专利申请，公开了一种基于四氧化三铁和纳米氧化锌的吸附剂，由纳米 氧化锌和四氧化三铁两种组分组成，其中，纳米氧化锌与四氧化三铁质量比 为1:1
‑
10:1，四氧化三铁为粉末状。然而，该吸附剂采用的制备方法是水热法， 与本专利技术技术方案有着本质的不同。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种超顺磁性 氧化铁
‑
氧化锌复合纳米团簇的制备方法，所得复合纳米团簇可对自然水环境 进行抗菌处理，且经磁性快速回收能再次用于抗菌，实现循环利用，提高抗 菌材料的利用效率。同时还提出超顺磁性氧化铁
‑
氧化锌复合纳米团簇，以及 基于该复合纳米团簇的循环抗菌应用。
[0006]本专利技术解决其技术问题的技术方案如下：
[0007]一种超顺磁性氧化铁
‑
氧化锌复合纳米团簇的制备方法，其特征是，包括 以下步骤：
[0008]第一步、将三乙二醇加至容器中经加热在预设温度下搅拌；
[0009]第二步、加入乙酰丙酮铁，保持温度并继续搅拌；
[0010]第三步、在惰性气体氛围下，将反应体系经加热升温至180℃
±
10℃，加 入乙酰丙酮锌以及聚乙二醇，保持温度并继续搅拌；
[0011]第四步、将反应体系经加热继续升温至280℃
±
20℃进行反应，反应结束 后进行磁性分离纯化，即制得超顺磁性氧化铁
‑
氧化锌复合纳米团簇。
[0012]该方法以乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)、乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)为原料，以 三乙二醇
和聚乙二醇为溶剂，通过高温热分解法将超顺磁性氧化铁(SPIO) 与氧化锌(ZnO)进行复合，最终制得超顺磁性氧化铁
‑
氧化锌复合纳米团簇 (SPIO/ZnO NPs)，该复合纳米团簇具备磁性且同时保持优异的抗菌性能，可 对自然水环境进行抗菌处理，且经磁性快速回收能再次用于抗菌，实现循环 利用，提高抗菌材料的利用效率。
[0013]本专利技术进一步完善的技术方案如下：
[0014]优选地，第一步中，所述预设温度为90℃
±
5℃，搅拌时间为至少30min； 第二步中，搅拌时间为至少20min；第三步中，搅拌时间为至少30min；第 四步中，反应时间为至少1h。
[0015]更优选地，第三步中，所述惰性气体为氮气。
[0016]更优选地，第一步的具体过程为：将三乙二醇加至容器中经加热在90℃ 下搅拌30min；第二步的具体过程为：加入乙酰丙酮铁，保持温度并继续搅 拌20min。
[0017]更优选地，第三步的具体过程为：在氮气氛围下，将反应体系经加热升 温至180℃，加入乙酰丙酮锌以及聚乙二醇，保持温度并继续搅拌30min。
[0018]更优选地，第四步的具体过程为：将反应体系经加热继续升温至280℃ 反应1h，反应结束后进行磁性分离纯化，即制得超顺磁性氧化铁
‑
氧化锌复合 纳米团簇。
[0019]优选地，所述三乙二醇、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锌及聚乙二醇的质量比 为20
±
1：0.70
±
0.1：0.53
±
0.1：10
±
0.1。
[0020]采用以上优选方案，可进一步优化各步反应参数以及物料比例，从而更 好地制得超顺磁性氧化铁
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氧化锌复合纳米团簇。注：上述时间单位中，min 为分钟，h为小时。
[0021]本专利技术还提出：
[0022]一种由前文所述制备方法制得的超顺磁性氧化铁
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氧化锌复合纳米团簇。
[0023]前文所述超顺磁性氧化铁
‑
氧化锌复合纳米团簇用以制备循环抗菌剂或用 以针对水体进行循环抗菌的应用。
[0024]优选地，在循环抗菌的过程中，采用磁性分离方式对超顺磁性氧化铁
‑
氧 化锌复合纳米团簇进行回收，所述磁性分离方式包括以磁铁吸附分离或以磁 性分离柱分离；所述水体包括自然水体或人工水体。
[0025]该复合纳米团簇具备磁性且同时保持优异的抗菌性能，可对自然水环境 进行抗菌处理，且经磁性快速回收能再次用于抗菌，实现循环利用，提高抗 菌材料的利用效率。
[0026]与现有技术相比，本专利技术以乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)、乙酰丙酮锌(Zn(acac)2) 为原料，以三乙二醇和聚乙二醇为溶剂，通过高温热分解法将超顺磁性氧化 铁(SPIO)与氧化锌(ZnO)进行复合，并制得超顺磁性氧化铁
‑
氧化锌复合 纳米团簇(SPIO/ZnO NPs)，该复合纳米团簇具备磁性且同时保持优异的抗菌 性能，可对自然水环境进行抗菌处理，且经磁性快速回收能再次用于抗菌， 实现循环利用，提高抗菌材料的利用效率。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例2的透射电镜(TEM)图。
[0028]图2为本专利技术实施例2的XRD图谱。
[0029]图3为本专利技术实施例2的磁滞回线(a图)和热重曲线(b图)。
[0030]图4为本专利技术实施例3针对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aures) 的循
环抗菌结果图(a图)和针对自然环境水样的循环抗菌结果图(b图)。
具体实施方式
[0031]下面参照附图并结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。但是本专利技术不 限于所给出的例子。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超顺磁性氧化铁
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氧化锌复合纳米团簇的制备方法，其特征是，包括以下步骤：第一步、将三乙二醇加至容器中经加热在预设温度下搅拌；第二步、加入乙酰丙酮铁，保持温度并继续搅拌；第三步、在惰性气体氛围下，将反应体系经加热升温至180℃
±
10℃，加入乙酰丙酮锌以及聚乙二醇，保持温度并继续搅拌；第四步、将反应体系经加热继续升温至280℃
±
20℃进行反应，反应结束后进行磁性分离纯化，即制得超顺磁性氧化铁
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氧化锌复合纳米团簇。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，第一步中，所述预设温度为90℃
±
5℃，搅拌时间为至少30min；第二步中，搅拌时间为至少20min；第三步中，搅拌时间为至少30min；第四步中，反应时间为至少1h。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是，第三步中，所述惰性气体为氮气。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是，第一步的具体过程为：将三乙二醇加至容器中经加热在90℃下搅拌30min；第二步的具体过程为：加入乙酰丙酮铁，保持温度并继续搅拌20min。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，第三步的具体过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进，王军，蔡铃，周刘柱，朱馨怡，姜慧君，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：发明
国别省市：