一种可稳定纳米锗的锗纳米颗粒制备方法技术

本发明专利技术公开一种可稳定纳米锗的锗纳米颗粒制备方法。所述制备方法为将GeO2溶于碱液中，得到锗酸根离子前驱液，然后加入生物相容的天然生物大分子，高速搅拌混合，得到反应物溶液后在高速搅拌的条件下与还原剂混合反应，最后将还原反应液经过透析袋透析处理，离心冷冻干燥，得到所述锗纳米颗粒。所述锗纳米颗粒具有良好的分散性和较小的粒度，形貌规整，并具有良好的水溶性和生物相容性。本发明专利技术所述的制备方法采用生物相容性好的天然大分子作为锗纳米颗粒合成过程中的稳定剂，解决了现有技术的锗纳米颗粒合成过程中原料有毒、条件苛刻的问题，提供了一种温和的合成路线，同时提高了锗纳米颗粒的稳定性，改善产品的水溶性和生物相容性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米复合材料制备
，具体涉及一种锗纳米颗粒的制备方法及其制备的锗纳米颗粒。
技术介绍
纳米复合材料是指分散相至少一维空间内的长度在1-100 nm之间的复合材料，当材料到达纳米尺度后，就会产生一系列有别于宏观物质的新奇的物理、化学性质，使其在材料、电子、医药、生物传感等领域具有巨大的应用价值。 高分子物质因为能够防止纳米材料发生聚集和沉淀而被广泛的作为稳定剂使用，能够提高复合纳米材料的分散性和稳定性，增加材料的生物相容性。现有技术中，报道了不同类型的锗纳米材料的合成方法中，虽然能够提供一些具有相对良好晶型，形貌多样的产品和相对较高产率的合成方法，但是受到反应原料毒性大，反应条件苛刻，生成的纳米锗产品不稳定且生物相容性较差等方面的局限而使其不能得到广泛的应用。开发一种温和的纳米锗合成路线，并改善纳米锗的水溶性和生物相容性,具有现实的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生物相容性良好的天然大分子修饰的纳米锗颗粒。所述的纳米锗颗粒产品稳定，水溶性和生物相容性好。本专利技术的另一目的在于提供所述锗纳米颗粒的制备方法，该制备方法具有反应条件温和的特点。本专利技术的上述目的通过如下技术方案予以实现 一种锗纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤 (1)将GeO2溶于碱液中，得到锗酸根离子前驱液，将前驱液的pH值调节至61的范围，然后加入生物相容的天然生物大分子，保持搅拌速度在10(T300rpm，混合均匀，得到反应物溶液； (2)将搅拌速度控制在80(Tl000rpm范围内，将步骤(I)制备的反应物溶液与还原剂混合反应，得到红棕色样品溶液； (3)将步骤(2)所得红棕色样品溶液经过透析袋透析处理，离心冷冻干燥，得到所述锗纳米颗粒。生物相容的天然生物大分子作为纳米锗颗粒合成过程中的稳定剂，可以防止合成过程中和最终产品的纳米锗颗粒团聚的发生。由于前驱液的PH值会影响天然大分子物质的活性，因此必须将前驱液的PH调节至合适的范围内，再添加生物相容的天然生物大分子。作为一种优选方案，步骤(I)中，所述生物相容的天然生物大分子优选为壳聚糖或牛血清白蛋白。作为一种最优选方案，所述生物相容的天然生物大分子最优选为壳聚糖。 作为一种优选方案，步骤(I)中，所添加的生物相容的天然生物大分子与GeO2的质量比为1:广1:4。作为一种优选方案，步骤(2)在氮气保护下进行，在氮气环境中可以防止生成的纳米锗被重新氧化。作为一种优选方案，步骤(2)中，优选先将步骤(I)所得反应物溶液滤去不溶物后，再进行还原反应；过滤不溶物的目的是为了除去沉淀物质，防止纳米材料在合成过程中由于过大的晶核存在而聚集沉淀出来，影响粒径与分散性。作为一种优选方案，步骤(2)中，所述还原剂优选为NaBH4、LiAlH4或水合肼。作为一种最优选方案,步骤(2)中,所述还原剂最优选为NaBH4。 作为一种优选方案，步骤(2)中，所添加的还原剂与GeO2的摩尔比优选为6:I 3:I。作为一种优选方案，步骤(2)中，所述还原反应的温度优选为3(T60°C。作为一种优选方案，步骤(2)中，所述还原反应的时间优选为2 4h。由所述制备方法得到的锗纳米颗粒。本专利技术所述锗纳米颗粒粉末外观呈棕褐色，具有良好的分散性，形貌规整，粒径保持在4(Tl00nm之间，并且具有良好的水溶性和生物相容性。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果 本专利技术采用生物相容性好的天然大分子作为锗纳米颗粒合成过程中的稳定剂，提高了锗纳米颗粒的稳定性，并且解决了现有技术的锗纳米颗粒合成过程中原料有毒、条件苛刻的问题，提供了一种温和的合成路线；本专利技术方法制备得到的锗纳米颗粒稳定，不容易团聚，具有良好的水溶性和生物相容性。附图说明图I为本专利技术所述锗纳米颗粒的制备方法的流程 图2为反应前后溶液对比 图3为实施例I得到的纳米锗的红外光谱 图4为实施例I得到的纳米锗的TEM、EDS及粒径分布图。具体实施例方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释说明，但具体实施例并不对本专利技术作任何限定。实施例I 在250 mL烧杯中加入I g GeO2，倒入50 mL的NaOH溶液(I mol/L)，反应I h后加入10 mL 二次蒸馏水然后调溶液pH至8，在混合溶液中加入I g壳聚糖，搅拌速度控制在200rpm，4小时后静置过夜，用滤纸滤掉不溶物，将以上前驱液转移到250 mL三颈烧瓶中，在氮气的保护下，保持反应温度在40°C，滴加50 mL NaBH4溶液(5 mol/L)，磁力搅拌速度为IOOOrpm下保持反应2 h。溶液的颜色由无色逐渐变成最后橙红色的溶液(如图2所示)，最后将橙红色的溶液用透析袋透析24 h后、离心、冷冻干燥，得到所述锗纳米颗粒。实施例I制备得到的锗纳米颗粒的红外光谱图如图3所示，图3中，a线为壳聚糖的红外光谱，b线为壳聚糖与单质锗粉的混合物的红外光谱，c线为所述锗纳米颗粒的红外光谱图。从图3可以看出在波长为781cm—1处有Ge-O键的特征峰，表明壳聚糖以化学键合的方式修饰在纳米锗的表面。实施例I制备得到的锗纳米颗粒的TEM、EDS及粒径分布图如图4所示，从图4 A部分可以看到合成的纳米锗球体分散均匀，尺寸大约为60nm;图4 B部分是取A部分区域内的一个单个球体的HRTEM图，能更清晰的看到合成的锗纳米球的形貌及尺寸；图4 C部分是对纳米锗进行EDS分析，可以根据锗元素的特征峰判断该球体是锗纳米球；图4 D部分是相对应的锗纳米球的粒径分布图。实施例2 在250 mL烧杯中加入O. 8g GeO2，倒入30 mL的NaOH溶液(I mol/L)，反应I h后加入8 mL 二次蒸馏水然后调溶液pH至8，在混合溶液中加入O. 7g壳聚糖，搅拌速度控制在150rpm，4小时后静置过夜，用滤纸滤掉不溶物，将以上前驱液转移到100 mL三颈烧瓶中， 在氮气的保护下，保持反应温度在60°C，滴加20 mL水合肼，磁力搅拌速度为IOOOrpm下保持反应2 h。溶液的颜色由无色逐渐变成最后橙红色的溶液，最后将橙红色的溶液用透析袋透析24 h后、离心、冷冻干燥，得到所述锗纳米颗粒。权利要求1.一种锗纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将GeO2溶于碱液中，得到锗酸根离子前驱液，将前驱液的pH值调节至61的范围，然后加入生物相容的天然生物大分子，保持搅拌速度在10(T300rpm，混合均匀，得到反应物溶液； (2)将搅拌速度控制在80(Tl000rpm范围内，将步骤(I)制备的反应物溶液与还原剂混合反应，得到红棕色样品溶液； (3)将步骤(2)所得红棕色样品溶液经过透析袋透析处理，离心冷冻干燥，得到所述锗纳米颗粒。2.如权利要求I所述锗纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述生物相容的天然生物大分子为壳聚糖或牛血清白蛋白。3.如权利要求I所述锗纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所添加的生物相容的天然生物大分子与GeO2的质量比为1:广1:4。4.如权利要求I所述锗纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(2)在氮气保护下进行。5.如权利要求I所述锗纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，先将步骤(I)所得反应物溶液滤去不溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锗纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将GeO2溶于碱液中，得到锗酸根离子前驱液，将前驱液的pH值调节至6~8的范围，然后加入生物相容的天然生物大分子，保持搅拌速度在100~300rpm，混合均匀，得到反应物溶液；（2）将搅拌速度控制在800~1000rpm范围内，将步骤（1）制备的反应物溶液与还原剂混合反应，得到红棕色样品溶液；（3）将步骤（2）所得红棕色样品溶液经过透析袋透析处理，离心冷冻干燥，得到所述锗纳米颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培慧，尹华斌，张林，骆健俊，蔡继业，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：