一种磁性离子液体修饰的纳米颗粒、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种磁性离子液体修饰的纳米颗粒、其制备方法及应用。所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒具有磁性核壳结构，壳表面的修饰材料为磁性离子液体。本发明专利技术通过引入磁性离子液体作为配体，增强了磁性纳米颗粒的磁响应性能，使最终产物呈现与磁性离子液体相类似的流体状态，增加了其在其他流体领域的应用潜能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性离子液体修饰的纳米颗粒、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种磁性离子液体修饰的纳米颗粒、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]磁性纳米颗粒以其独特的结构、优异的磁学性能、高比表面积、表面易于修饰、毒性低等特点而得到了广泛关注，被应用于生物分离、共振成像、热疗、细胞示踪、药物靶向治疗等多重领域。新型功能化纳米材料及其复合材料的制备是当前该领域的一大研究热点。
[0003]常见磁性纳米材料的制备方式有热分解法、微乳法、共沉淀法等。微乳法和共沉淀法合成的磁性纳米颗粒通常具有粒径尺寸大(20～160nm)、分散性较差等特点，不利于对纳米颗粒进行表面修饰和应用。通过热分解法合成出的磁性纳米颗粒具有粒径小(4～20nm)且分散性好的优势，但此类磁性纳米颗粒表面通常较难进行表面修饰，在一定程度上限制了磁性纳米颗粒的应用范围。
[0004]而磁性离子液体，具有适宜温度宽、良好的化学稳定性、绿色无污染、在外磁场下具有强烈磁响应等优势而得到越来越多的关注，多被用于催化剂、萃取剂等方面。
[0005]金属Au的包覆可以一定程度上提高磁性纳米颗粒的生物相容性、稳定性、分散性等，并可以通过Au
‑
S键改变纳米颗粒的表面电荷、官能团、反应特性等。但由于金属Au自身的抗磁性，磁性纳米颗粒在Au的包覆下磁导率大幅下降，甚至随着Au层厚度的增加会表现出抗磁性的性质。
[0006]基于以上，目前并没有任何现有技术研究具有磁性核壳结构的磁性离子液体修饰的纳米颗粒。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种磁性离子液体修饰的纳米颗粒、其制备方法及应用。本专利技术通过引入磁性离子液体作为表面配体，可以5
‑
100倍的增强其磁导率，有利于通过外加磁场进行控制。
[0008]在阐述本
技术实现思路
之前，定义本文中所使用的术语如下：
[0009]术语“TMA”是指：N,N,N
‑
三甲基(11
‑
巯基十一烷基)氯化铵。
[0010]术语“MILs”是指：磁性离子液体。
[0011]为实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了一种磁性离子液体修饰的纳米颗粒，所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒具有磁性核壳结构，壳表面的修饰材料为磁性离子液体；其中，所述磁性核壳结构中：
[0012]核选自以下一种或多种：Fe3O4、Fe、Co，最优选为Fe3O4；和/或
[0013]壳层为Au或Ag最优选为Au。
[0014]根据本专利技术第一方面的磁性离子液体修饰的纳米颗粒，其中，所述磁性离子液体由阴离子和金属盐通过配位反应制得，其中，
[0015]所述阴离子选自以下一种或多种：Dy(NO3)4‑
、DyCl4‑
、Fe(NO3)4‑
、FeCl4‑
，优选为Dy(NO3)4‑
或DyCl4‑
，最优选为Dy(NO3)4‑
；和/或
[0016]所述金属盐为N,N,N
‑
三甲基(11
‑
巯基十一烷基)氯化铵。
[0017]根据本专利技术第一方面的磁性离子液体修饰的纳米颗粒，其中，
[0018]所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒的粒径为5nm～15nm，优选为6nm～12nm，更优选为8nm～11nm；和/或
[0019]所述磁性离子液体为季铵类磁性离子液体。
[0020]本专利技术的第二方面提供了制备第一方面所述的磁性离子液体修饰的纳米颗粒的方法，所述方法包括：合成磁性纳米颗粒，将制得的磁性纳米颗粒表面包覆壳层，得到磁性核壳结构的纳米颗粒，再将磁性核壳结构的磁性纳米颗粒加入到制备好的磁性离子液体中反应得到所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒；
[0021]优选地，所述合成磁性纳米颗粒的方法为热解法或有机相合成，最优选为热解法。
[0022]根据本专利技术第二方面的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0023](1)制备磁性纳米颗粒：将铁前驱体溶解在高沸点溶剂中，随后加入高沸点还原剂，除去低沸点溶剂，升温回流得到油溶性磁性纳米颗粒；
[0024](2)制备磁性核壳结构的纳米颗粒：将步骤(1)制备的磁性纳米颗粒与高沸点溶剂、Au组分和高沸点还原剂混合，剧烈搅拌，升温回流，在反应结束后的溶液中加入乙醇进行洗涤和沉淀，最后分散在非极性溶剂中；
[0025](3)制备磁性离子液体：将含有巯基的氯化季铵盐溶于醇，并进行阴离子替换，取上层清液加入磁性物质化合物的醇溶液，搅拌并去除溶剂，洗涤干燥后得到磁性离子液体；和
[0026](4)制备磁性离子液体修饰的纳米颗粒：将步骤(3)制备的磁性离子液体与步骤(2)制备的磁性核壳结构的纳米颗粒溶于溶剂并混合，搅拌反应，除去上清液即得所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒。
[0027]根据本专利技术第二方面的方法，其中，所述步骤(1)中：
[0028]所述铁前驱体选自以下一种或多种：乙酰丙酮铁、油酸铁、六水合氯化铁、九水合硝酸铁、四水合氯化亚铁，优选选自以下一种或多种：乙酰丙酮铁、油酸铁，更优选为乙酰丙酮铁或油酸铁；
[0029]所述高沸点溶剂选自以下一种或多种：甲苯、十八烯、二苯醚、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜，优选选自以下一种或多种：甲苯、十八烯、二苯醚，更优选为十八烯或二苯醚；
[0030]所述高沸点还原剂选自以下两种或多种：1,2
‑
十六烷二醇、油胺、油酸、抗坏血酸、硼氢化钠、柠檬酸钠，优选选自以下两种或多种：1,2
‑
十六烷二醇、油胺、油酸，更优选选自以下两种或多种：1,2
‑
十六烷二醇、油胺、油酸；
[0031]所述铁前驱体、所述高沸点溶剂和所述高沸点还原剂摩尔比为1:50～200:1～20，优选为1:50～150:1～15，更优选为1:50～100:1～10；
[0032]所述除去低沸点溶剂的温度为100～200℃，优选为120～180℃，更优选为130～150℃；
[0033]所述除去低沸点溶剂的气氛为氮气或氩气，最优选为氮气；
[0034]所述回流的温度为200～350℃，优选为220～300℃，更优选为250～270℃；和/或
[0035]所述回流的时间为2～6h，优选为3～5h，更优选为3～4h。
[0036]根据本专利技术第二方面的方法，其中，所述步骤(2)中：
[0037]所述磁性核壳结构的纳米颗粒的粒径为5nm～15nm，优选为6nm～12nm，更优选为8nm～11nm；
[0038]所述高沸点溶剂和所述高沸点还原剂与所述步骤(1)中的高沸点溶剂和高沸点还原剂相同；
[0039]所述Au组分为乙酸金或氯金酸，最优选为乙酸金；
[0040]所述磁性纳米颗粒与所述Au组分的摩尔比为1:5～20，优选为1:5～15，更优选为1:本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性离子液体修饰的纳米颗粒，其特征在于，所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒具有磁性核壳结构，壳表面的修饰材料为磁性离子液体；其中，所述磁性核壳结构中：核选自以下一种或多种：Fe3O4、Fe、Co，最优选为Fe3O4；和/或壳层为Au或Ag最优选为Au。2.根据权利要求1所述的磁性离子液体修饰的纳米颗粒，其特征在于，所述磁性离子液体由阴离子和金属盐通过配位反应制得，其中，所述阴离子选自以下一种或多种：Dy(NO3)4‑
、DyCl4‑
、Fe(NO3)4‑
、FeCl4‑
，优选为Dy(NO3)4‑
或DyCl4‑
，最优选为Dy(NO3)4‑
；和/或所述金属盐为N,N,N
‑
三甲基(11
‑
巯基十一烷基)氯化铵。3.根据权利要求1或2所述的磁性离子液体修饰的纳米颗粒，其特征在于：所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒的粒径为5nm～15nm，优选为6nm～12nm，更优选为8nm～11nm；和/或所述磁性离子液体为季铵类磁性离子液体。4.制备权利要求1至3中任选一项所述的磁性离子液体修饰的纳米颗粒的方法，其特征在于，所述方法包括：合成磁性纳米颗粒，将制得的磁性纳米颗粒表面包覆壳层，得到磁性核壳结构的纳米颗粒，再将磁性核壳结构的磁性纳米颗粒加入到制备好的磁性离子液体中反应得到所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒；优选地，所述合成磁性纳米颗粒的方法为热解法或有机相合成，最优选为热解法。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)制备磁性纳米颗粒：将铁前驱体溶解在高沸点溶剂中，随后加入高沸点还原剂，除去低沸点溶剂，升温回流得到油溶性磁性纳米颗粒；(2)制备磁性核壳结构的纳米颗粒：将步骤(1)制备的磁性纳米颗粒与高沸点溶剂、Au组分和高沸点还原剂混合，剧烈搅拌，升温回流，在反应结束后的溶液中加入乙醇进行洗涤和沉淀，最后分散在非极性溶剂中；(3)制备磁性离子液体：将含有巯基的氯化季铵盐溶于醇，并进行阴离子替换，取上层清液加入磁性物质化合物的醇溶液，搅拌并去除溶剂，洗涤干燥后得到磁性离子液体；和(4)制备磁性离子液体修饰的纳米颗粒：将步骤(3)制备的磁性离子液体与步骤(2)制备的磁性核壳结构的纳米颗粒溶于溶剂并混合，搅拌反应，除去上清液即得所述磁性离子液体修饰的纳米颗粒。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中：所述铁前驱体选自以下一种或多种：乙酰丙酮铁、油酸铁、六水合氯化铁、九水合硝酸铁、四水合氯化亚铁，优选选自以下一种或多种：乙酰丙酮铁、油酸铁，更优选为乙酰丙酮铁或油酸铁；所述高沸点溶剂选自以下一种或多种：甲苯、十八烯、二苯醚、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜，优选选自以下一种或多种：甲苯、十八烯、二苯醚，更优选为十八烯或二苯醚；所述高沸点还原剂选自以下两种或多种：1,2
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十六烷二醇、油胺、油酸、抗坏血酸、硼氢化钠、柠檬酸钠，优选选自以下两种或多种：1,2
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十六烷二醇、油胺、油酸，更优选选自以下两种或多种：1,2
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十六烷二醇、油胺、油酸；所述铁前驱体、所述高沸点溶剂和所述高沸点还原剂摩尔比为1:50～200:1～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢勇，王靖宇，肖涛，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：