[發明專利]一種殼聚糖包覆鐵酸錳納米粒子的制備方法

有效

• 申請號: 201110327986.X
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102500294A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 王周成;肖延禎;嚴維力
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種納米粒子，尤其是涉及一種粒徑均勻、具超順磁性且表面功能基團豐富的殼聚糖包覆鐵酸錳納米粒子的制備方法。

背景技術

由于無機磁性納米粒子的磁響應性和有機聚合物的多功能團特征，無機磁性納米粒子與有機聚合物的復合物在生物醫藥、環境保護等領域有著廣闊的應用前景。相關文獻(1、J.Song，H.Kong，J.Jang.J.Colloid?Interface?Sci.2011，359：505-511；2、L.M.Zhou，Y.P.Wang，Z.R.Liu，Q.W.Huang.Acta?Phys.Chim.Sin.2006，22：1342-1346；3、李保強，王永亮，周玉.殼聚糖水凝膠誘導原位合成超順磁性納米四氧化三鐵顆粒[P].公開號：CN101113022A)報道了γ-Fe₂O₃磁性顆粒和Fe₃O₄磁性顆粒與有機聚合物的復合材料。由于相對于γ-Fe₂O₃磁性顆粒和Fe₃O₄磁性顆粒，鐵酸錳納米粒子具有更好的熱穩定性和磁性能，因此鐵酸錳納米粒子與有機聚合物的復合材料的制備及相關性能和應用的研究將具有良好的實際意義。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種顆粒尺寸達納米級、具有優越磁性能，且表面功能基團豐富的球狀殼聚糖包覆鐵酸錳納米粒子的制備方法。

本發明包括以下步驟：

1)分別配置水溶性氯化鐵溶液、氯化錳溶液和氫氧化鈉溶液，將氯化鐵溶液與氯化錳溶液混合，再加入氫氧化鈉溶液，加熱，將所得產物干燥，即得鐵酸錳納米粒子；

2)將鐵酸錳納米粒子加入溶有司班-80的甲苯溶液，超聲，得磁性細乳液；

3)將殼聚糖醋酸溶液加入所得磁性細乳液中，再加入戊二醛反應，將所得產物進行分離、洗滌和干燥，即得殼聚糖包覆鐵酸錳納米粒子。

在步驟1)中，所述氯化鐵溶液的摩爾濃度可為0.1～0.2M，氯化錳溶液的摩爾濃度可為0.1～0.2M，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度可為2M；所述氯化鐵溶液、氯化錳溶液和氫氧化鈉溶液中Fe³⁺∶Mn²⁺∶Na⁺的摩爾比可為2∶1∶1；所述加熱的溫度可為80～100℃，加熱的時間可為1～2h；所述干燥的溫度可為70℃，干燥的時間可為5h。

在步驟2)中，所述司班-80在甲苯溶液中的體積比可為(1.5～2)∶100，鐵酸錳納米粒子在溶有司班-80的甲苯溶液中的含量可為0.8～1.0g/L；所述超聲的時間可為30min。

在步驟3)中，所述殼聚糖醋酸溶液中殼聚糖的含量可為15～20g/L；所述殼聚糖醋酸溶液中的醋酸溶液的冰醋酸與去離子水的體積比可為2∶100；所述殼聚糖醋酸溶液與磁性細乳液的體積比可為(8～10)∶100，戊二醛與磁性細乳液的體積比可為(1～2)∶100；所述反應的時間可為6～8h，所述洗滌，可分別用乙醇、丙酮洗滌2～3次；所述干燥的溫度可為60℃，干燥的時間可為6h。

本發明首先通過化學共沉淀法合成出親水性的鐵酸錳納米粒子，然后將親水性的鐵酸錳納米粒子放入甲苯油相中，再加入親水性的殼聚糖醋酸溶液，通過微乳液法形成W/O分散體系，形成殼聚糖包覆鐵酸錳納米粒子。本發明所制得的殼聚糖包覆鐵酸錳納米粒子具有顆粒尺寸小、具超順磁性、表面功能基團豐富等優點，而且該方法條件溫和，工藝簡單，無需設置還原性氣氛。

附圖說明

圖1為實施例1制備的鐵酸錳納米粒子的X射線衍射譜圖。在圖1中，橫坐標為衍射角2θ(deg.)，縱坐標為衍射強度Intensity(a.u.)；從左至右，衍射峰依次對應111，220，311，400，，422，511，440晶面。

圖2為實施例1制備的鐵酸錳納米粒子的磁滯回線圖。在圖2中，橫坐標為外加磁場強度H(Oe)，縱坐標為磁化強度M(emu/g)，測試溫度為300K。

圖3為實施例1制備的鐵酸錳納米粒子的透射電鏡圖片。在圖3中，(a)標尺為200nm，(b)標尺為5nm，晶格間距d為0.492nm。

圖4為實施例1制備的殼聚糖包覆鐵酸錳納米粒子的X射線能譜圖。在圖1中，橫坐標為能量(keV)，縱坐標為相對X-光子計數。

圖5為實施例1制備的殼聚糖包覆鐵酸錳納米粒子的磁滯回線圖。在圖5中，橫坐標為外加磁場強度H(Oe)，縱坐標為磁化強度M(emu/g)，測試溫度為300K。