[發明專利]一種pH響應的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201410762870.2
• 申請日: 2014-12-14
• 公開（公告）號: CN104387539A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 廖博;王武;鄧曉婷;劉清泉
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F220/06;C08F220/56;C08F222/38;C09K11/06
• 代理公司: 張家界市慧誠商標專利事務所 43209
• 代理人: 高紅旺

技術領域

本發明涉及化工技術領域，特別涉及一種pH的響應熒光碳納米顆粒雜化微凝膠及其制備方法。

技術背景

微凝膠(microgel)是分子內高度交聯的聚合物膠體粒子，其內部結構為典型的三維網狀結構。微凝膠(hydrogel)是一種能儲蓄大量水分而顯著溶脹的親水性凝膠。因結構中一般含有親水性的基團，如-CONH₂、-COOH、-SO₃H等，這些微凝膠通常具有環境（如pH，溫度）刺激響應性能，其體積會隨著環境（如pH，溫度）的變化而長大或縮小。因微凝膠表面吸附性能強、比表面積大、功能多樣性、凝膠顆粒尺寸可控、結構組成可設計等諸多特點，使其在藥物傳送、土木建筑、食品保鮮、消防、污水處理等眾多領域有廣泛的潛在應用價值。然而，現有的響應性微凝膠常只有體積響應，即環境變化時，通常只是其體積對環境變化做出響應，這極大地限制了水凝膠的實際應用。因此，利用新材料新方法來設計制備新型的響應性微凝膠，可以更好地應用很多領域，開發新型的響應性微凝膠也成為研究水凝膠領域的熱點方向之一。

發明內容

發明提供了一種pH響應的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠，該熒光碳納米顆粒雜化微凝膠的熒光具有良好的pH響應性，在pH傳感、藥物釋放、催化領域有很好的應用。

為實現上述目的，本發明的實施方案為：一種pH響應的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取熒光碳納米顆粒，用二氯甲烷溶解，配制成濃度為0.5-10mg/mL的熒光碳顆粒溶液，加入酰氯類單體，在室溫下反應10h，之后將反應溶劑除去，加水，旋干后得到雙鍵化熒光碳納米顆粒；

?(2)稱取雙鍵化熒光碳納米顆粒，加入100mL蒸餾水中分散溶解；并將其轉移到裝有攪拌器、回流冷凝管及溫度計的三口瓶中；打開攪拌器，并均勻通氮氣，完全排出容器和溶液中的空氣后，加入交聯劑、十二烷基磺酸鈉(SDS)、pH響應性聚合物單體；繼續通氮氣，完全排出容器和溶液中的空氣，加熱；待反應液開始回流后，稱取引發劑并將其加入三口瓶中；

(3)持續通氮氣，在50-90℃繼續回流反應5-20h后停止反應；

(4)冷卻至室溫后過濾，取濾液，取濾液置于透析袋中透析48h，所得透析液即為純化好的碳納米顆粒雜化微凝膠。

步驟(1)中，所述熒光碳顆粒和酰氯類單體的質量比為10:1-50:1。

步驟（1）中，所述熒光碳納米顆粒為水熱法碳化葡萄糖、纖維素、殼聚糖、EDTA·2Na、EDTA或明膠制備的熒光碳納米顆粒。優選為水熱法碳化EDTA·2Na制備的熒光碳納米顆粒。

步驟（1）中，所述酰氯類單體為丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯或丁烯酰氯。優選丙烯酰氯。?

步驟（2）中，所述pH響應性聚合物單體為丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯酰胺。優選丙烯酸。

步驟(2)中，雙鍵化熒光碳顆粒用量為1-40重量份，pH響應性聚合物單體用量為120-650重量份，十二烷基磺酸鈉用量為1-20重量份，引發劑用量為1-10重量份。雙鍵化熒光碳顆粒與pH響應性聚合物單體的投料質量比為1:3-1:650；進一步優選，雙鍵化熒光碳顆粒與pH響應性聚合物單體的投料質量比為1:20。

步驟（2）中，所述引發劑為過氧化氫、過硫酸銨或過硫酸鉀。優選過硫酸鉀。

步驟（2）中，所述交聯劑為N-N亞甲基雙丙烯酰胺。

步驟（3）中，優選回流反應溫度為70℃，反應時間為10h。

本發明還提供一種如上述方法制備的pH響應的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠產品。

發明制得的pH響應的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠無生物毒性，其粒徑在760nm左右，在同一波長（320?nm）激發下，pH增加，熒光減弱；反之熒光增強，熒光具有良好的pH響應性；在藥物釋放、pH傳感、催化領域有很好的應用。

附圖說明

圖1為實施例3制備的pH響應的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠的掃描電鏡圖譜（平均粒徑大約為760?nm）

圖2為實施例1制備的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠水溶液的pH響應性熒光圖譜（pH增加，熒光減弱，反之熒光增強，激發波長320?nm）。

圖3為實施例2制備的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠水溶液的pH響應性熒光圖譜（pH增加，熒光減弱，反之熒光增強，激發波長320?nm）。

圖4為實施例3制備的熒光碳納米顆粒雜化微凝膠水溶液的pH響應性熒光圖譜（pH增加，熒光減弱，反之熒光增強，激發波長320?nm）。