本发明专利技术公开一种聚丙烯酸修饰的水溶性铁酸盐纳米团簇的制备方法，属于纳米材料的制备领域，涉及以FeCl3·6H2O、CoCl2·6H2O等为前驱体，以带有亲水基团的聚丙烯酸为表面活性剂，利用碱金属或碱土金属的氢氧化物和醋酸盐等调节反应溶液的pH值，然后对该体系进行溶剂热处理，即可获得具有水溶性的超顺磁MFe2O4(M＝Fe，Co，Ni，Cu，Mn，Zn)纳米团簇。通过改变反应浓度、反应时间和温度等制备参数，可在33.7～1909.8nm范围内对所得纳米团簇的粒径进行调变。本发明专利技术所制备的MFe2O4(M＝Fe，Co，Ni，Cu，Mn，Zn)纳米团簇在水溶液中具有稳定的分散性，及在外磁场下易富集的特点。本发明专利技术解决了水溶性磁性纳米团簇制备过程繁琐、成本高等问题，在靶向药物输运、磁热疗等领域具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米材料的制备方法，尤其是涉及。
技术介绍
纳米科学被公认为21世纪最具有前途的研究领域之一。纳米材料由于尺寸小， 比表面积大，与传统的块体材料相比，在光、电、热、磁、力等方面显示出独特性能，因而在材料、化学、生物、医药、微电子机械等领域的应用具有诱人的前景，也为克服材料科学研究领域中一些长期未能解决的问题开辟了新途径。但目前成熟的纳米技术还不多，开发具有特定性能的纳米材料仍然是纳米科学领域中的一个重要研究方向。具有水溶性是纳米材料能够应用于生物和医药领域的先决条件。具有超顺磁性质的铁酸盐纳米团簇在靶向药物输运、磁热治疗、核磁共振成像、细胞磁分离等生物和医药领域具有广泛的应用。因此，开发出简便、有效、可宏量生产的合成方法制备水溶性超顺磁铁酸盐纳米材料对于生物、医药领域的发展具有重要意义。目前制备水溶性磁性纳米材料的方法，主要包括(1)高温常压液相法在表面活性剂存在的条件下进行高温常压液相反应(参见文献Chem.Eur. J. ,2007,13, 7153-7161)，但这种方法存在产率低、操作条件苛刻(如除水、除氧)等缺点；(2)表面改性法a.利用双亲性表面活性剂分子与油溶性纳米粒子表面配体分子间的相互作用(参见文献Science，2004，304，567-571 J. Am. Chem. Soc. 2007,129, 2871-2879) ；b.利用具有极性亲水基团的配体分子取代油溶性纳米粒子表面的非极性配体分子(参见文献=Nano Lett.，2007，7，3203-3207 ；Langmuir，2011，27，8990-8997)，将纳米粒子转溶入水中。这种方案得到的纳米粒子稳定性通常较差，产量低，且存在制备过程繁杂等问题。因此，发展一种步骤简便、产率高、成本低的方法制备水溶性磁性纳米材料将会解决目前制备水溶性磁性纳米材料存在的诸多问题，并能明显缩短水溶性磁性纳米材料从实验室研究到实际应用的进程，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供。为解决上述技术问题，本专利技术“”，包括如下步骤1)加入反应物将0. 077 1. Mmol · L-1聚丙烯酸，0. 05 Imol · L-1铁酸盐的前驱体，浓度为 0. 15 3. 34mol · Γ1的强碱或浓度为1 2mol · Γ1的强碱弱酸盐或者两者的混合物，顺序加至30 40ml还原性醇中，室温搅拌直至形成均勻的悬浊液；2) 一步溶剂热处理 将悬浊液进行一步溶剂热处理，在140 220°C反应8 96小时后，自然冷却到室3)后处理将得到的黑色固体在外磁场作用下从溶液体系中磁分离出来，并用乙醇和水的混合溶剂在超声条件下清洗，经过磁分离-超声清洗循环，最后将清洗干净的黑色固体分散在水中，即得水溶性超顺磁纳米团簇的稳定水溶液。进一步地，所述纳米团簇的的分子式为MFe2O4/聚丙烯酸；其中M为!^，Co，Ni，Cu， Mn 或 Zn。进一步地，所述纳米团簇的尺寸为33. 7 1909. 8nm。进一步地，步骤1)中所述聚丙烯酸是带有大量亲水基团(羧基)的长链聚合物， 其分子量为1000 120，000。进一步地，步骤1)中所述铁酸盐的前驱体是!^3+强酸盐或!^3+强酸盐和金属离子强酸盐的混合物。进一步地，所述金属离子为Ni2+、C02+、CU2+、Mn2+或Si2+;所述强酸盐为氯化物、硝酸盐或硫酸盐。进一步地，步骤1)中所述强碱为碱金属或碱土金属的氢氧化物；强碱弱酸盐为醋酸盐或碳酸盐。进一步地，步骤1)中所述还原性醇为沸点在180 250°C之间的一元或多元醇中的一种或两种以上的混合物。进一步地，步骤1)中所述还原性醇为乙二醇、丙二醇或苯甲醇。进一步地，步骤i)中所述一步溶剂热处理的条件为在自动泄压不锈钢高压消解罐中反应。本专利技术具有如下有益效果(1)本专利技术中的制备方法避免了除水、除氧等繁琐步骤，不需要预先合成油溶性的目标纳米材料，通过一步溶剂热过程就实现了水溶性超顺磁纳米团簇的合成，降低了成本， 节约了制备时间，并且所用原料廉价易得、产率高，适合宏量生产。(2)本专利技术中所制备的铁酸盐纳米团簇可稳定分散在水中，并且可在外磁场作用下方便的富集，在靶向药物输运、细胞磁分离等领域具有广阔应用前景。(3)本专利技术中水溶性超顺磁铁酸盐纳米团簇表面可方便的负载具有其它特定性能的分子及纳米粒子(如具有催化活性的金属、配位化合物，具有荧光性质的半导体等)，从而制备多功能纳米材料，为其应用研究奠定了物质基础。附图说明图1所示为实施例1制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇的扫描电镜照片；图2所示为实施例1制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇的透射电镜照片；图3所示为实施例1制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇的粉末X-射线衍射谱图4所示为实施例1制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇的红外吸收谱图；图5所示为实施例1制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇在水中分散形成稳定悬浊液及其在外磁场作用下被富集的照片。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步处理，但本专利技术并不限于以下实施例。实施例1 1)将 0. 15mol .171 聚丙烯酸(分子量为 1000 120，000)，0. Imol .L-1FeCl3 ·6Η20， Imol · L-1NaAc和0. 3mol · L^1NaOH顺序加入35ml乙二醇中，室温搅拌直至形成均勻的悬浊液；2)将所得悬浊液转移到50ml带有聚四氟乙烯内衬的自动泄压不锈钢高压消解罐 (滨海县正红塑料厂，型号50ml)中，在200°C反应Mh，自然冷却到室温；3)将得到的黑色固体在外磁场作用下磁分离，用乙醇和水的混合溶液在超声条件下清洗样品，如此磁分离-超声清洗3 5次；所得固体分散在5ml水中，即得尺寸为 182. Inm的聚丙烯酸修饰的!^e3O4纳米团簇的稳定水溶液。将制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇用扫描电镜表征，图1为扫描电镜照片，可以看出所得纳米材料具有较好的单分散性。将制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇用透射电镜表征，图2为透射电镜照片，每个纳米球都是由较小的基元纳米粒子组成的纳米团簇。制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇的粉末X_射线衍射谱图如图3所示，图3的衍射峰与!^exO4的标准衍射峰吻合。制备的聚丙烯酸修饰的水溶性Fe53O4纳米团簇的红外吸收谱图如图4所示，图4中聚丙烯酸的各官能团的特征吸收峰以及狗304的特征吸收峰都较明显。将制备的聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇在水中分散形成稳定悬浊液，在外磁场作用下观察富集的情况，如图5所示，分散的!^e3O4纳米团簇可以在外磁场作用下较快的富集(1分钟内)。实施例2 重复实施例1，其区别仅在于未加入NaOH，反应温度为220°C，反应时间为12h。所得聚丙烯酸修饰的水溶性狗304纳米团簇的平均尺寸为97. 7nm。实施例3 重复实施例2，其区别仅在于NaAc的用量为2mol化―1。所得聚丙烯酸修饰的水溶性!^e3O4纳米团簇的平均尺寸为52. 7nm。实施例4 重复实施例2，其区别仅在于反应时间为Mh。所得聚丙烯酸修饰的水溶性F^O本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张铁锐，张东慧，尚露，吴骊珠，佟振合，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。