[發(fā)明專利]一種表面活性劑輔助制備單分散Fe3O4納米晶的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610032506.6
• 申請日: 2006-11-01
• 公開（公告）號: CN101172665A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小鶴;邱冠周;顏愛國
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: C01G49/08
• 分類號: C01G49/08;C30B29/16;C30B29/60
• 代理公司: 中南大學專利中心
• 代理人: 龔燦凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種表面活性劑輔助制備單分散Fe₃O₄納米晶的方法，特別涉及一種雙表面活性劑輔助制備單分散Fe₃O₄納米晶的方法。

背景技術(shù)

四氧化三鐵由于具有優(yōu)異的電磁性能在催化劑、能量和磁信息儲存、磁流體等工業(yè)應(yīng)用廣泛。近年來，以四氧化三鐵等磁性納米晶為內(nèi)核，以有效藥物成分和輔助劑為殼組成磁靶向給藥系統(tǒng)的研究成為治療惡性腫瘤研究領(lǐng)域的重大課題。但研究表明，只有小于50nm的粒子才能穿過肝臟內(nèi)皮細胞或通過淋巴系統(tǒng)傳送到脾和骨髓以及到達腫瘤組織(楊文勝等，《納米材料與生物技術(shù)》，化學工業(yè)出版社，2005.7，160-162)。因此，制備出粒徑小且可控、均勻度好和高分散性的四氧化三鐵納米粒子就成為該研究領(lǐng)域的前提條件。

目前四氧化三鐵的制備方法共有三類，即物理法、生物法和化學法。以機械球磨法為代表的物理法是將微米或亞微米級的粒子進行長時間(通常為一星期或更長)研磨，然后分散到油基介質(zhì)中而得。盡管該法操作簡單，但所得粒子尺寸分布較寬(納米-微米)，不適用于生物醫(yī)用的磁性納米材料。生物法是利用生物技術(shù)從含有磁性氧化物粒子的生物體內(nèi)直接提取其磁性粒子的方法，該法所得磁性粒子具有很好的生物兼容性，但提取過程煩瑣，不易大量獲得，且粒徑不能系統(tǒng)可控。化學法是制備四氧化三鐵的主要途徑，可分為水熱合成和溶劑熱合成兩條路線。由于鐵在自然界中存在將近15種氧化物和氫氧化物，而且相互之間很易轉(zhuǎn)化，故在水溶液中通過水解或共沉淀等方法來得到純凈的四氧化三鐵較為困難。Angew.Chem.Int.Ed.2005，44，2782-2785和Crystal?Growth?&?Design，2005，5，393分別報道了用溶劑熱法來制備鐵酸鹽或四氧化三鐵，雖然他們制備出了粒徑均勻，分散性好的四氧化三鐵粒子，但前者所得粒子粒徑介于200-800nm之間；后者能制備出粒徑很小的四氧化三鐵粒子，但制備過程中用到有毒試劑正己烷和十二胺，有明顯的生物安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有制備技術(shù)存在的問題，提供一種雙表面活性劑輔助制備Fe₃O₄的方法，合成的Fe₃O₄納米粒子粒徑在10-150nm范圍內(nèi)可調(diào)控，分散性好，合成過程簡單且無污染。

一種表面活性劑輔助制備單分散Fe₃O₄納米晶的方法，將可溶性三價鐵鹽、醋酸鈉、聚乙二醇和十二烷基磺酸鈉依次加入乙二醇中超聲分散成糊狀物，在160-180℃密閉條件下反應(yīng)6-96小時，所得黑色四氧化三鐵鈉米粒子。

所述三價鐵鹽包括：氯化鐵、硫酸鐵或醋酸鐵，加入量為0.03-0.24mol/L乙二醇；

所述醋酸鈉的加入量為0.1-0.6mol/L乙二醇；

所述聚乙二醇(PEG，6000)的加入量為20-240g/L乙二醇；

所述十二烷基磺酸鈉(SDS)的加入量為0.04-0.48mol/L乙二醇；

所述超聲分散的超聲功率為600-2400W，超聲頻率為19-80KHz。

為了得到較高純度的復合粒子，可對粒子用無水乙醇或去離子水進行洗滌，以除去各種雜質(zhì)。

本發(fā)明制備的四氧化三鐵納米晶可以在乙醇中超聲分散，然后采用掃描電鏡或者透射電鏡觀測納米晶的結(jié)構(gòu)和形貌。合成出的四氧化三鐵納米晶純度高(100％為四氧化三鐵)，具有親水性表面，粒徑均勻，分散性好，粒徑的直徑可在10-150納米范圍內(nèi)精確調(diào)控。

本發(fā)明所涉制備方法步驟簡單，可以迅速投入大規(guī)模生產(chǎn)，無規(guī)模限制；反應(yīng)溫度較低，有利于節(jié)約能源；設(shè)備易購置，操作簡單易行；合成的粒子粒徑很小且均勻，有望在治療惡性腫瘤的磁靶向給藥系統(tǒng)中得到應(yīng)用。

附圖說明

圖1為四氧化三鐵納米晶的透射電鏡照片；

圖2為四氧化三鐵納米晶的掃描電鏡照片。

具體實施方式

實施例1、四氧化三鐵納米晶的制備

將3mmol六水合氯化鐵加入25ml乙二醇中，超聲分散15分鐘，再依次加入15mmol醋酸鈉、0.4g聚乙二醇和6mmol十二烷基磺酸鈉，超聲分散2小時，使混合物形成均勻的紅褐色糊狀物，將該混合物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜，在180℃下反應(yīng)24小時，冷卻后于釜底獲得黑色物質(zhì)；用無水乙醇或去離子水洗滌數(shù)次，得到的黑色產(chǎn)物即為四氧化三鐵鈉米晶。