一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法，该方法包括如下步骤：将三价铁盐溶解于聚甲醛的水溶液中，通入N2以除去体系中的氧气；将反应体系温度升至30~90℃，将一定质量的多聚赖氨酸加入上述溶液中，机械搅拌即可获得透明橘红色溶液；将橘红色溶液转移至水热反应釜中反应，既得亮黑色纳米Fe3O4溶液；反应终液冷却后利用磁铁分离，经去离子水和丙酮多次洗涤后烘干，既得黑色超顺磁性Fe3O4纳米颗粒。所制备颗粒外层被聚赖氨酸修饰，具有高生物安全性和相容性以及金属离子具有高吸附性，可用于生物医疗领域。可用于生物医疗领域。可用于生物医疗领域。

【技术实现步骤摘要】
一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法


[0001]本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来纳米Fe3O4逐渐成为研究的热点，这是因为纳米Fe3O4具有独特的超顺磁性能。该性能可广泛应用于电子与生物传感材料、生物医药、磁流体、磁记录材料和磁记录介质等领域。纳米Fe3O4表面经过适当的保护和改性以后可应用于人体内环境，例如表面经过功能化修饰的纳米Fe3O4可用于组织修复、免疫分析、生物流体解毒、热疗、药物传输和细胞分离。纳米Fe3O4在上述领域中尤其是生物医学上的应用要求具有高磁化强度值，较小粒径和较窄的粒径分布。纳米Fe3O4化学制备方法包括共沉淀法、水热反应法、溶胶
‑
凝胶法、溶剂热法和超声波法。一般情况下制备出的纳米Fe3O4为单晶颗粒，需要利用稳定剂进行表面修饰处理后才能得到功能化磁性粒子。常用稳定剂包括以下几类：单体稳定剂(如羧基化合物、磷酸盐)，无机物(如硅、金)，聚合物(如聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖)。另外，共沉淀法、凝胶
‑
溶胶法所制备纳米Fe3O4颗粒水溶性差；溶剂热法所制备颗粒可溶于有机溶剂而无法溶于水，且价格昂贵；超声波法无法大规模制备纳米颗粒。在所有制备方法当中，共沉淀法是制备纳米Fe3O4最主要也是最常用的方法，该方法简单有效且成本低廉。但是，该方法制备的Fe3O4往往粒径分散度大、结晶存在缺陷，相应的饱和磁化强度亦偏低。
[0003]因此，有必要研发一种新型纳米Fe3O4。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是：提供一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法，解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0007](1)将三价铁盐溶解于聚甲醛的水溶液中，通入N2，除去体系中的氧气，获得第一溶液；
[0008](2)升温，将多聚赖氨酸加入所述第一溶液中，机械搅拌获得透明的橘红色溶液；
[0009](3)将所述橘红色溶液转移至水热反应釜中反应，获得亮黑色的纳米Fe3O4溶液；
[0010](4)将所述纳米Fe3O4溶液冷却后利用磁铁分离，经去离子水和丙酮多次洗涤后烘干，获得黑色的表面带有氨基基团的纳米Fe3O4颗粒。
[0011]进一步的，步骤(1)中所述三价铁盐为FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3中的任意一种。
[0012]进一步的，步骤(1)中所述聚甲醛的聚合度n＝10～30，所述聚甲醛的浓度为0.1％～3％。
[0013]进一步的，步骤(1)中在所述三价铁盐溶解于所述聚甲醛的水溶液中后，所述三价铁盐的质量百分比为0.01％～10％。
[0014]进一步的，步骤(1)中所述N2的通入时间为30min。
[0015]进一步的，步骤(2)中所述升温是指温度升高至30～90℃。
[0016]进一步的，步骤(2)中所述多聚赖氨酸的聚合度在5000～50000之间。
[0017]进一步的，步骤(2)中所述多聚赖氨酸的质量为三价铁盐质量的10～15倍。
[0018]进一步的，步骤(2)中所述机械搅拌的时间为60～120min。
[0019]进一步的，步骤(3)中在所述水热反应釜中的反应时间为3
‑
6h，温度为100～250℃。
[0020]本专利技术的优点是：
[0021]1、传统方法制备的纳米Fe3O4需要后续处理表面才能被修饰，而本方法能够原位制备出多聚赖氨酸修饰的纳米Fe3O4；
[0022]2、有机溶剂和多聚赖氨酸具有保护剂的作用，能够控制纳米Fe3O4晶体生长，粒径分布更为均匀；
[0023]3、本方法利用有聚甲醛和多聚赖氨酸的还原性，通过还原三价铁来制备Fe3O4，避免了水合肼、氨水等的使用；
[0024]4、多聚赖氨酸能够有效的保护纳米Fe3O4，在水溶液中具有较高的分散性和稳定性，所制备的纳米Fe3O4外层含有丰富的具有高度反应活性的氨基基团，可用于载药或者重金属吸附；
[0025]5、所利用的多聚赖氨酸是一种典型的多肽，对人体和环境安全并且具有良好的生物相容性和生物降解性，能够保证所制备的纳米Fe3O4对人体和环境的安全性。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，
[0027]图1为本专利技术所述的一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法在实施例1中的XRD图；
[0028]图2为本专利技术所述的一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法在实施例1中的SEM图。
具体实施方式
[0029]本方法利用水热法，聚甲醛在高温水热条件分解为还原性甲醛，协同多聚赖氨酸，还原三价铁离子，从而形成纳米Fe3O4。通过一步还原法制备了结晶完善的纳米Fe3O4功能粒子。为了提高纳米Fe3O4的生物安全性并赋予纳米Fe3O4优秀的载药和吸附重金属的性能，本专利技术采用多聚赖氨酸作为保护剂、分散剂、还原剂和形貌控制剂，利用溶剂热和高压反应法制备了具有高度溶液分散性、高度结晶和表面氨基化的纳米Fe3O4粒子。
[0030]与传统水热法不同，上述原理为利用聚甲醛作为还原剂，在高温下可分解为还原性更强的甲醛小分子，从而将三价铁离子还原，由于分解过程缓慢，且甲醛还原性适中，因此三价铁离子可受控缓慢还原为二价铁离子，形成纳米四氧化三铁，防止过度还原形成单
质铁，从而提高产率，又由于反应过程缓慢，又有聚赖氨酸的保护作用，因此所形成纳米颗粒粒径较较小，避免了微米级颗粒的生成。所制备的纳米Fe3O4在水溶液中具有良好的分散性和重金属吸附能力。其具体制备方法为：
[0031](1)将三价铁盐溶解于聚甲醛的水溶液中，通入N
2 30min以除去体系中的氧气，其中，聚甲醛聚合度n＝10
‑
30，聚甲醛浓度为0.1％
‑
3％，所述三价铁盐为FeCl3、Fe2(SO4)3或Fe(NO3)3，所述聚甲醛水溶液中三价铁盐的质量百分比为0.01％～10％；
[0032](2)将反应体系温度升至30～90℃，将一定质量的多聚赖氨酸加入上述溶液中，机械搅拌60～120min即可得透明橘红色溶液，其中，所述多聚赖氨酸聚合度应在5000～50000之间；所投入多聚赖氨酸的质量为三价铁盐质量的10～15倍；
[0033](3)将橘红色溶液转移至水热反应釜中100～250℃下反应3～6h，既得亮黑色纳米Fe3O4溶液；
[0034](4)反应终液冷却后利用磁铁分离，经去离子水和丙酮多次洗涤后烘干，既得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将三价铁盐溶解于聚甲醛的水溶液中，通入N2，除去体系中的氧气，获得第一溶液；(2)升温，将多聚赖氨酸加入所述第一溶液中，机械搅拌获得透明的橘红色溶液；(3)将所述橘红色溶液转移至水热反应釜中反应，获得亮黑色的纳米Fe3O4溶液；(4)将所述纳米Fe3O4溶液冷却后利用磁铁分离，经去离子水和丙酮多次洗涤后烘干，获得黑色的表面带有氨基基团的纳米Fe3O4颗粒。2.如权利要求1所述的一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述三价铁盐为FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3中的任意一种。3.如权利要求1所述的一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述聚甲醛的聚合度n＝10～30，所述聚甲醛的浓度为0.1％～3％。4.如权利要求1所述的一种表面带有氨基基团的纳米Fe3O4的制备方法，其特征在于：步骤(1)中在所述三价铁盐溶解于所述聚甲醛的水溶液中后，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴双全，李雅，王楠，彭雪，承洁，庄丽燕，
申请(专利权)人：旷达纤维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：