[發明專利]高溫分解二茂鐵制備單分散超順磁氧化鐵納米粒子的方法

有效

• 申請號: 201510640612.1
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105271428B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 張秋禹;賈向坤;范新龍;張寶亮;張和鵬
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C01G49/02
• 分類號: C01G49/02;B82Y30/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種超順磁氧化鐵納米粒子的制備方法，具體涉及一種高溫分解二茂鐵制備單分散超順磁氧化鐵納米粒子的方法。

背景技術

磁性納米粒子是目前功能化納米材料領域的研究熱點，由于其具有特有的磁響應性，能通過外加磁場定向操作控制，有利于反應過程的簡化和自動化，因此被廣泛地應用于生物領域，如生物分離、靶向藥物釋放、生物磁分離、生物磁標記、磁共振成像和生物芯片的磁記錄等。現有的制備氧化鐵磁性納米粒子的方法主要有溶劑熱法、共沉淀法、高溫分解法等。其中高溫分解法制備得到的氧化鐵磁性納米粒子尺寸和形貌容易控制，且可以大規模制備。現有公開發表的文獻報道的關于熱分解法制備氧化鐵采用的鐵源主要是油酸鐵、乙酰丙酮鐵和五羰基鐵，沒有關于二茂鐵熱分解制備氧化鐵磁性納米粒子的研究，且目前的高溫分解法對反應體系要求較高，溶劑必須預先進行脫氣處理，整個反應過程也需要在惰性氣體保護下進行，要保證體系無水無氧。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種高溫分解二茂鐵制備單分散超順磁氧化鐵納米粒子的方法，制備的磁性納米粒子具有較高的比飽和磁化強度。

技術方案

一種高溫分解二茂鐵制備單分散超順磁氧化鐵納米粒子的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將二茂鐵在高沸點溶劑中溶解，與高沸點表面活性劑混合；所述的二茂鐵、高沸點溶劑和表面活性劑的質量份數比例為1～2∶27～54∶0.5～5；

步驟2：將體系升溫至85～95℃，保持10～20分鐘，使原料充分溶解分散；

步驟3：對體系繼續升溫，以3～4℃/min的速度升溫至250～380℃，并保持0.2～24h；

步驟4：讓體系自然降溫至20～80℃，用溶劑充分清洗產物，除去未反應的原料、高沸點溶劑和表面活性劑，得到單分散超順磁納米粒子。

所述步驟4制備的將制備的單分散超順磁納米粒子分散在有機溶劑中保存。

所述高沸點溶劑為十八烯、二十四烷、十六烯、二十烯、二辛醚、二十烷或三正辛胺。

所述高沸點表面活性劑為油酸、癸酸、肉豆蔻酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸或十六烷基胺。

所述步驟4的溶劑為乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、乙腈、二氯乙烷、丙酮、四氫呋喃、己烷、甲苯、氯仿或乙醚。

所述有機溶劑為甲苯、辛烷、吡啶、二氧六環、2-丁酮、異丙醇、四氫呋喃、甲基異丁酮、二氯甲烷、二甲亞砜、氯仿或己烷。

有益效果

本發明提出的一種高溫分解二茂鐵制備單分散超順磁氧化鐵納米粒子的方法，以二茂鐵作為鐵源，分散在高沸點溶劑中，加入表面活性劑，無需惰性氣體保護，在高溫下進行反應，反應結束后讓體系自然降溫，用溶劑充分清洗產物，除去未反應原料、高沸點溶劑和表面活性劑后，得到單分散超順磁小納米粒子。本發明方法的優勢在于鐵源不需提前制備，且高溫分解反應過程無需惰性氣體保護，且制備得到的磁性納米粒子單分散，超順磁，較好的磁性能，比飽和磁化強度達到43emu/g，尺寸小，粒徑為6～10nm，可廣泛地應用于生物磁分離、磁靶向藥物釋放、磁共振成像、生物磁標記等生物醫學領域。

附圖說明

圖1：二茂鐵制備得到的超順磁納米粒子的TEM照片

圖2：二茂鐵制備得到的超順磁納米粒子的VSM曲線

具體實施方式

現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述：

實施例1：熱分解二茂鐵制備超順磁單分散納米粒子

將0.74g二茂鐵分散在20g十八烯中，再加入0.57g油酸，分散后倒入帶有溫度計和冷凝管的三口瓶中，升溫至95℃，保持10min，然后以3.3℃/min的升溫速率升至320℃，保持3h。待反應結束降溫至室溫時，倒出產物，用正己烷和乙醇體積比為1:3的混合溶劑清洗產物5次，得到單分散超順磁納米粒子，最終將產物分散在氯仿中保存。

實施例2：熱分解二茂鐵制備超順磁單分散納米粒子

將1.48g二茂鐵分散在20g二十烯中，再加入0.57g油酸，分散后倒入帶有溫度計和冷凝管的三口瓶中，升溫至90℃，保持20min，然后以3.3℃/min的升溫速率升至330℃，保持5h。待反應結束降溫至室溫時，倒出產物，用正己烷和乙醇體積比為1:3的混合溶劑清洗產物5次，得到單分散超順磁納米粒子，最終將產物分散在氯仿中保存。

實施例3：熱分解二茂鐵制備超順磁單分散納米粒子