[發明專利]一種用于水溶性納米粒子選擇性分離的方法

無效

• 申請號: 201210098192.5
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102614975A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 徐淑宏;王春雷;江源;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B03B5/26
• 分類號: B03B5/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種水溶性納米粒子選擇性分離的方法。該技術能夠按照納米粒子的尺寸或維度進行選擇性分離。與傳統分離技術相比，該技術不但有效避免了傳統分離過程中納米粒子聚集引起表面修飾惡化、光電性質改變、微粒存在狀態改變等缺點，而且無需使用傳統水溶性納米粒子分離技術必需的濃縮、離心、再分散等復雜操作步驟。

背景技術

由于獨特的尺寸以及維度依賴的光電性質，納米粒子目前已廣泛應用于發光二極管，激光，太陽能電池，生物標記、生物成像等領域。受到合成方法的限制，納米粒子的尺寸及尺度往往不均勻，導致其光電性質也不相同。因此，將不同維度和尺寸的納米粒子進行分離具有重要意義。例如，一維的納米線往往由零維的量子點通過以種子為媒介的溶液-液-固相生長、導向吸附、動力學導致的各向異性生長等方式制備出來的。所制備的一維納米線中往往同時含有很多零維量子點，導致產物的光電性質不一致。

目前常見的水溶性納米粒子的分離技術主要有醇致選擇性分離、鹽致選擇性分離技術等。這些技術都是通過降低水溶性納米粒子表面電荷使其聚集并沉淀出來，然后重新分散在合適溶劑中實現分離的。由于水溶性納米粒子表面具有很多自由的官能團，在聚集過程中這些自由官能團會通過二次配位方式與周圍納米粒子形成網絡狀結構。當這種聚集體再次分散在水中時，納米粒子在溶液中的存在狀態、表面配體修飾狀況等均發生不同程度的改變，進而導致分離前后納米粒子光電性質有所差異。此外，傳統分離技術通常需要使用濃縮、離心、再分散等實驗操作，不僅浪費能源也耗時耗力。

基于水溶性納米粒子分離技術的現狀，我們提出了一種可以將不同維度以及不同尺寸的水溶性納米粒子進行選擇性分離的新技術。該技術無需使納米粒子聚集就可以實現分離，不僅避免了傳統水溶性納米粒子分離技術中粒子聚集引起表面修飾惡化、光電性質改變、微粒存在狀態改變等缺點，也無需使用濃縮、離心、再分散等復雜且耗時的操作步驟。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種用于水溶性納米粒子選擇性分離的方法，可以將不同維度以及不同尺寸的水溶性納米粒子進行選擇性分離。

技術方案：本發明是通過配制合適種類與濃度的表面活性劑的油相溶液，將水相中小尺寸的納米粒子萃取油相中、大尺寸納米粒子殘留在水相中，從而實現不同尺寸或維度水溶性納米粒子的選擇性分離，具體方案如下：

a）.?表面活性劑的選取：選擇與所分離納米粒子帶相反電荷的離子型表面活性劑作為萃取劑；對于負電性水溶性納米粒子，選取含胺類官能團的表面活性劑；對于正點性納米粒子，選擇含酸類官能團的表面活性劑；?

b）.?水溶性納米粒子的分離：將所述表面活性劑分散在油相溶液中，通過萃取辦法將水相中小尺寸納米粒子萃取的油相，保留大尺寸納米粒子在水相，從而實現分離。

所述的表面活性劑，在分離一維和零維納米粒子混合物時，該表面活性劑親水親油平衡值為8-12，分離不同尺寸零維納米粒子時表面活性劑親水親油平衡值為14-18。

有益效果：本發明中水溶性納米粒子選擇性分離的新技術具有以下幾個優點：

（a）?分離過程中水相納米粒子保持原有分散狀態，不會發生聚集。有效避免了傳統分離方法中由于納米粒子聚集引起的粒子光學性質、存在狀態、表面配體修飾狀態的改變。

（b）?這種分離技術無需使用傳統分離技術中濃縮、離心、再分散等操作，實現了分離過程的省時省力、節省能源、操作簡單。

具體實施方式

1）.?合適種類與濃度油相溶液的選取與配制：

a)表面活性劑種類選取應遵循三個原則：一，選擇離子型表面活性劑，且必須與水溶性納米粒子具有相反電性。如對于負電性水溶性納米粒子選取帶正電性的胺類分子，而對于正點性納米粒子選擇帶負電性的酸類分子。二，表面活性劑分子具有合適的親水親油平衡值。分離不同尺寸零維納米粒子時親水親油平衡值為14-18的表面活性劑效果較好。分離一維和零維納米粒子混合物時親水親油平衡值為8-12的表面活性劑效果較好。

b)表面活性劑濃度的選取原則：一，濃度上限為其最低臨界膠束濃度值。二，濃度下限等于水溶性納米材料配體分子濃度。

2）.?水溶性納米粒子的分離。

根據所分離納米粒子情況不同，選擇合適的含表面活性劑的油相溶液將小尺寸納米粒子萃取到油相溶液中，把大尺寸納米粒子留在水相中從而實現分離。