[發明專利]一種功能化磁性顆粒及其合成方法

在審

• 申請號: 201110197600.8
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN102881392A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 郭伯良
• 申請（專利權）人: 北京格加納米技術有限公司
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00;H01F1/09;H01F1/33;H01F1/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種功能化磁性顆粒及其合成方法，主要應用于生物、醫學、制藥、化工、環境等領域。

背景技術：

表面含有功能基團的磁性顆粒，由于具有特殊的磁學效應，在外加磁場控制下，能夠精確地對其進行定位、移動、操縱和分離，作為一種磁性載體和磁性標記物，它可以攜帶各種藥物、偶聯各種生物配基，形成各種生物磁性組裝系統，在生物科學研究、醫學診斷和治療、藥物篩選、生化產品分離、食品和環境微生物檢測等領域已經開辟了非常廣泛的應用方向。與此同時，表面含有功能基團的磁性顆粒，特別是納米尺寸的磁性顆粒，具有巨大的比表面積，在化工催化、環境廢水處理、重金屬回收等領域也有著重要的應用前景。

合成無機磁性顆粒的方法很多，但是，這些無機磁性顆粒不具有表面有機活性功能基團，難以實際應用?，F有技術解決這一問題的主要路徑是采用無機磁性顆粒與有機物形成復合材料的方案，包括和有機分子復合形成核殼結構磁性顆粒的方法，如表面活性劑包覆法、硅烷化法等，以及和聚合物復合形成磁性聚合物顆粒的方法，如共混包埋法、界面沉積法、單體聚合法等。但是，這些方法都存在這樣或那樣的缺點和不足，尺寸可控、粒度分布窄、磁性強、表面功能基團容量高、合成工藝簡單的磁性顆粒及其合成方法尚有待進一步探索。

本發明的目的就是針對上述功能化磁性顆粒及其合成方法存在的問題，提供一種尺寸可控、粒度分布窄、比飽和磁化強度強、表面功能基團容量高的磁性顆粒及其工藝簡單的合成方法。

發明內容：

為實現上述目的，本發明的主要內容是：

一種功能化磁性顆粒，由無機磁性顆粒內核和包覆在其外表面的有機物外殼組成，無機磁性顆粒內核與有機物外殼通過強化學鍵結合，具有核-殼結構，其中無機磁性顆粒內核粒徑在2納米-20微米之間。

其中無機磁性顆粒內核是一種鐵氧體顆粒，其分子式為XFe₂O₄，其中X是二價鐵離子(Fe²⁺)或者離子半徑與二價鐵離子(Fe²⁺)相近的二價金屬離子(如Mn²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Co²⁺等)或者平均化學價為二價的多種金屬離子組(如Ni-Zn、Mn-Mg-Zn等)；或者是一種三氧化二鐵顆粒；或者是一種氮化鐵顆粒；或者是一種金屬鐵顆粒；或者是鐵氧體顆粒、三氧化二鐵顆粒、金屬鐵顆粒、氮化鐵顆粒中的兩種或多種組成的混合物；

其中包覆在無機磁性顆粒外表面的有機物外殼是有機胺類化合物，即含有胺基功能基團的有機化合物，包括脂肪胺類如二元胺(乙二胺、己二銨等)、醇胺類、酰胺類、脂環胺類、芳香胺類和萘系胺類等；或者是含有胺基功能基團的有機高分子，包括含胺類單體的聚合物或天然聚合物，如聚乙烯亞胺等；或者是含有胺基功能基團的有機化合物和含有胺基功能基團的有機高分子中的兩種或多種組成的混合物；

一種合成功能化磁性顆粒的方法，是將無機磁性顆粒和含有胺基功能基團的有機化合物和(或)含有胺基功能基團的高分子在有機相中混合后直接高溫化學反應合成；

其中無機磁性顆粒內核是一種鐵氧體顆粒，其分子式為XFe₂O₄，其中X是二價鐵離子(Fe²⁺)或者離子半徑與二價鐵離子(Fe²⁺)相近的二價金屬離子(如Mn²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Co²⁺等)或者平均化學價為二價的多種金屬離子組(如Ni-Zn、Mn-Mg-Zn等)；或者是一種三氧化二鐵顆粒；或者是一種氮化鐵顆粒；或者是一種金屬鐵顆粒；或者是鐵氧體顆粒、三氧化二鐵顆粒、金屬鐵顆粒、氮化鐵顆粒中的兩種或多種組成的混合物；粒徑在2納米-20微米之間；

其中含有胺基功能基團的有機化合物，包括脂肪胺類如二元胺(乙二胺、己二銨等)、醇胺類、酰胺類、脂環胺類、芳香胺類如苯胺類，和萘系胺類等；

其中含有胺基功能基團的有機高分子，包括含胺類單體的聚合物或天然聚合物，如聚乙烯亞胺等；