[發明專利]一種四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦/銀納米復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201410455928.9
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104181144A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 劉偉良;劉波;周廣蓋;王俊諭;張獻
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及有機/無機納米復合材料，尤其涉及一種四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦/銀納米復合材料作為表面增強拉曼散射基質的制備方法。

背景技術

有機/無機納米復合材料是指一種或多種組分以納米量級的微粒，即接近分子水平的微粒復合于有機基質中構成的一類新型復合材料，這種復合會產生納米效應、尺寸效應等現象，使復合材料不僅保持有機物和無機物各自的優點，而且具備單一有機物或無機物不具備的性能，因此有機/無機納米復合材料在力學、熱學、光學和生物學等方面具有重要的應用。

表面增強拉曼散射是一種強有力的分析工具，因其靈敏度高、能夠獲得被檢測物的指紋信息而被廣泛應用于監測電化學吸附、生物醫學、催化監測、環境監測、檢測聯用技術和傳感器等領域，目前常用的制備具有表面增強拉曼散色活性基質的方法有真空濺射法、納米粒子組裝法、納米平版印刷法、化學法、靜電紡絲發和原電池置換法等，P.Vukusic等在《Nature》雜質2003,424,852報道了采用化學沉積法將銀離子還原出來沉積在固體基底上制備出納米尺寸的表面增強拉曼散射活性基質，Greighton等人在1979年通過金屬溶膠顆粒法使聚合物在金溶膠、銀溶膠中吸附的表面增強拉曼散射，Y.Saito等人在《Langmuir》雜志2002,18,2959-2961報道了利用化學刻蝕法將銀箔浸泡在硝酸等強腐蝕溶液中，使其表面的原子在強酸環境下化學溶解，達到表面粗糙化處理制備出表面增強拉曼散射活性基質。

從循環使用方面考慮，表面增強拉曼散射基質不僅要考慮增強因子，更要重視活性基質的可重復使用性，傳統的表面增強拉曼散射活性基質都是一次性使用，從而限制了表面增強拉曼散射基質的發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兼具檢測、分離、可再生特性的多功能四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦/銀納米復合粒子作為表面增強拉曼散射基質的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦/銀納米復合材料的制備方法，包括步驟：

（1）四氧化三鐵納米粒子的制備

?????將氯化鐵、乙酸鈉、檸檬酸鈉按照質量比1：0.5～1.5:0.1～0.5加入乙二醇中，進行超聲分散，在120～180℃下攪拌0.5～1.5小時，然后混合液轉移到反應釜中180～220℃反應10～20小時，產物經離心分離后，依次用無水乙醇和去離子水洗滌，50～80℃真空干燥，得到四氧化三鐵納米粒子；

（2）3-（異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修飾的四氧化三鐵納米粒子的制備

??????將步驟（1）中制備的四氧化三鐵納米粒子加入到無水乙醇、去離子水、3-（異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的混合溶液中，進行超聲分散，加入28wt％氨水，在50～80℃下攪拌18～36小時，產物經離心分離后，依次用無水乙醇和去離子水洗滌，50～80℃真空干燥得到3-（異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修飾的四氧化三鐵納米粒子；

（3）四氧化三鐵/聚苯乙烯復合粒子的制備

?????將步驟（2）中制備的3-（異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修飾的四氧化三鐵納米粒子分散到去離子水中，通氮氣20～50分鐘，加入苯乙烯和二乙烯基苯的混合溶液，攪拌，在60～80℃下加入過硫酸鉀溶液,反應8～12小時，產物經離心分離后，依次用無水乙醇和去離子水洗滌，50～80℃真空干燥得到四氧化三鐵/聚苯乙烯復合粒子；

（4）四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦復合粒子的制備

??????將步驟（3）中制備的四氧化三鐵/聚苯乙烯復合粒子加入到無水乙醇和乙腈的混合溶劑中，加入28wt％氨水形成懸浮液，將無水乙醇、乙腈和鈦酸四丁酯的混合溶液逐滴加到上述懸浮液中，攪拌5～10小時，產物經離心分離后，用無水乙醇洗滌得到四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦復合粒子；

（5）四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦/銀納米復合粒子的制備

????將步驟（4）中制備的四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦復合粒子加入到去離子水中，將硝酸銀、28wt％氨水、氫氧化鈉按質量比0.5～1.0:1:0.1～0.3加入上述溶液中，室溫放置10～40分鐘，加入葡萄糖和檸檬酸鈉的混合水溶液，攪拌10～40分鐘，產物經磁性分離后，用無水乙醇洗滌得到四氧化三鐵/聚苯乙烯/二氧化鈦/銀納米復合粒子。

上述步驟（1）中所述的乙二醇的用量為加入的氯化鐵質量的18～25倍。