[發(fā)明專利]超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310722843.8
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103663571A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴紅蓮;許文艷;韓穎超;李世普
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C01G49/08
• 分類號: C01G49/08;H01F1/11
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球的制備方法。

背景技術(shù)

作為磁性材料的一種，四氧化三鐵具有生物相容性、親水性、磁響應(yīng)性、無毒且化學(xué)穩(wěn)定性好，廣泛地被應(yīng)用于生物醫(yī)藥（如磁靶向作用、生物分離、腫瘤磁熱療、MRI造影劑、免疫檢測等）。人們采用化學(xué)共沉淀法、有機高溫分解法、微乳液法等制備各種形貌的四氧化三鐵微球，其中空心四氧化三鐵微球具有低密度，高比表面的特性，高的飽和磁化強度，而且其空心部分能容納大量的客體分子和大尺寸的客體，使得其在微波吸收材料和藥品傳輸?shù)仍S多技術(shù)領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用前景，越來越受到人們的重視。近年有很多關(guān)于制備超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球微球的報道，例如Peng和Sun(Angew?Chem2007,46,4155)合成了具有超順磁性四氧化三鐵微球，但分散性不好且飽和磁化強度低；Yu等和Wang等分別采用十二烷胺(Dodecylamine，DDA)和1,6-己二胺為表面活性劑，以形成的膠束作為軟模板制備出了四氧化三鐵空心磁性微球，但這類軟模板往往需要借助大量的有機物質(zhì)，容易形成污染，生物相容性差，不利于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用；Huang等以親水修飾后的聚苯乙烯(Polystyzene，PS)球為硬模板，通過沉積-煅燒制備出了四氧化三鐵介孔微球.這種硬模板方法易于推廣，具有普遍性且相對容易控制，但缺點是需要經(jīng)歷多步復(fù)雜操作且所得微球形貌不好，易坍塌，飽和磁化強度低。為了促進四氧化三鐵更好地應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，制備出具有超順磁性、生物相容性好、抗氧化性能、高飽和磁化強度是亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種簡單快捷，成本低廉的超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球的制備方法，四氧化三鐵亞微米空心微球的抗氧化性能強且生物相容性好。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球的制備方法，包括有以下步驟：

1）取4～10mmol還原劑、2～6mmol鐵源和6～15mmol堿源，溶于蒸餾水中；

2）將表面活性劑1×10^-4～6×10^-4mmol溶于步驟1）所得溶液中；

3）將步驟2）所得的溶液移入反應(yīng)釜中，在150～220℃烘箱中反應(yīng)8～20h，自然冷卻至室溫陳化，水洗、醇洗2～5次，在40～70℃真空干燥箱中干燥，得到具有超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球。

按上述方案，所述的還原劑為檸檬酸三鈉、葡萄糖和檸檬酸中的任意一種；所述的鐵源為氯化鐵、硫酸鐵和硝酸鐵及其水合物中的任意一種；所述的堿源為碳酸銨、碳酸氫銨、醋酸銨和尿素中的任意一種。

按上述方案，所述的表面活性劑為聚丙烯酰胺、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種或任意兩種組合。

本實驗的反應(yīng)機理是Ostwald熟化過程。其機理是在溶液中，小顆粒溶解，大顆粒長大的過程，非晶實心球繼續(xù)長大，并在球的表面開始結(jié)晶化，表面晶化使在球的表面的組成晶粒尺寸增大，并且結(jié)晶性變好。與球表面大尺寸，結(jié)晶性好的顆粒相比，球內(nèi)部的非晶顆粒的比表面能更大，這為Ostwald提供了驅(qū)動力。然后球內(nèi)部的顆粒趨向于溶解，造成球內(nèi)部空心區(qū)域的形成，從而形成空心微球。

本發(fā)明的優(yōu)良效果：

1）本發(fā)明合成了具有超順磁性、高飽和磁化強度、抗氧化性能優(yōu)異的四氧化三鐵亞微米空心微球；

2）采用聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等做分散劑克服了磁性微球的團聚問題，得到顆粒粒徑均勻的四氧化三鐵亞微米空心微球。

3）本發(fā)明所用的原料價格便宜，實現(xiàn)了成本最小化。

附圖說明

圖1是實施例1所制備超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球的X-射線衍射圖；

圖2是實施例1所制備超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球的SEM(a)及其切片后TEM圖(b)；

圖3是實施例1所制備超順磁性四氧化三鐵亞微米空心微球的磁滯回線。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實例。

實施例1