[發明專利]一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法

有效

• 申請號: 201210549204.1
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN102974286A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 劉璐;閆志強;汪元元;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術領域

本發明屬于材料化學技術領域，涉及一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的一步合成方法。

背景技術

納米磁結構的微球或磁性納米粒子為載體建立起來的生物磁分離技術在生物醫學和生物技術研究領域越來越受到關注，其最大優勢就是體積?。ū缺砻娣e大）和具有磁性。磁性微球作為新型的功能材料在生物醫學（臨床診斷、酶標、靶向藥物）、細胞學（細胞標記、細胞分離等）、生物工程（酶的固定化，生物大分子分離等）等領域廣泛的應用前景。例如，在抗腫瘤應用方面，可以將要輸送的物質如抗癌藥物一起包入在磁性納米粒子外部的高分子空腔中，然后利用磁場對粒子的操縱和高分子外殼與體系環境的相容性，使藥物在靶部位富集達到冶療效果，精確度高，且對正常機體組織的傷害小。

磁性納米粒子種類眾多，據其來源，主要可以分為天然磁性納米粒子和人工合成的磁性納米粒子。目前研究最多的人工合成磁性納米材料主要有三氧化二鐵，四氧化三鐵，二元和三元合金，如金屬鐵、鈷、鎳及其鐵鈷合金、鎳鐵合金，以及釹鐵硼、鑭鈷合金等。其中，磁性四氧化三鈷（Co₃O₄）作為一種優良的磁性材料，具有極大的應用潛力，現有技術合成聚合物包覆氧化物納米顆粒通常使用兩步法來實現：即先合成氧化物納米顆粒，再將氧化物納米顆粒分散在聚合物單體中原位聚合包覆。一步法同時合成聚苯胺包覆四氧化三鈷的工藝目前沒有報道。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的簡易化學方法，在堿性水溶液氧化劑使二價鈷離子氧化并礦化得到四氧化三鈷，同時引發苯胺單體聚合得到聚苯胺包覆在四氧化三鈷表面。

一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）配料：將苯胺單體、二價鈷鹽和表面活性劑溶于去離子水中攪拌，另取引發劑溶于另一盛有去離子水的燒杯中，滴加氨水調節pH值11～13，再以兩秒每滴的速度加入之前配制的溶液中；

（2）恒溫反應：混合溶液室溫下持續攪拌12～24小時；

（3）洗滌；

（4）干燥。

所述的苯胺單體在最后混合溶液中的濃度為0.05～0.2?mol?/?L。

所述的二價鈷鹽為二氯化鈷、乙酸鈷(II)、草酸鈷(II)/硝酸鈷(II)中的一種，其在最后混合溶液中的濃度為0.02～0.05?mol?/?L。

所述的表面活性劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺中的一種，所述表面活性劑在最后混合溶液中的濃度為2～4?g·L^-1。

所述的引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、雙氧水中的一種；加入引發劑的摩爾量是反應體系中苯胺單體與二氯化鈷摩爾量總和的1.5～3倍。

所述洗滌為對于得到的納米粉體，用去離子水和乙醇交替洗滌，每次洗滌后采用離心機沉淀或抽濾設備進行過濾，過濾產物重新在去離子水，或乙醇中分散，反復過濾直到濾液pH值為7，最后一次用乙醇洗滌以方便干燥。

所述干燥為對于得到的納米粉體，放在50～70℃的烘箱中烘干。

本發明具有以下有益效果：本發明合成工序簡單，形成的聚苯胺均勻包覆在四氧化三鈷微球表面。所得產物可應用于在核磁共振成像、靶向藥物治療、生物分子及細胞分離、臨床診斷等領域。

附圖說明

圖1??為采用本發明實施例1一步法合成聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的XRD圖譜。

圖2??為采用本發明實施例1一步法合成聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的紅外光譜。

圖3??為采用本發明實施例1一步法合成聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的透射電鏡照片。

具體實施方式

實施例1:

將10?mmol?苯胺單體、2mmol二氯化鈷和0.2?g?聚乙烯吡咯烷酮溶于50?mL?去離子水中（溶液A）。另取20?mmol過硫酸鉀溶于45mL?去離子水中，滴加氨水調節pH為12，并以兩秒每滴的速度加入之前配制的溶液A中?；旌先芤菏覝叵鲁掷m攪拌24小時，杯底有黑色沉淀生成。將生成產物用去離子水和乙醇多次交替洗滌至中性，放入60°C烘箱中保溫8小時干燥，得到聚苯胺包覆四氧化三鈷微球?？傮w產率為67.3%。