[發明專利]一種介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳納米管復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710010301.6
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106744990B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 范會濤;馮玉全;邢小靜;李波;仲志國;楊昱涵;王聰聰;趙玲
• 申請（專利權）人: 南陽師范學院
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;C01B32/168;A61K47/02;A61K49/00;H01F1/01;H01F41/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

本發明提出了一種介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳納米管復合材料，該復合材料為核殼結構，化學結構式為MWCNT/CoFe₂O₄@mSiO₂；其為管狀形貌，具有較強的磁性，磁敏感度強，比表面積極大。其制備方法是首先制備MWCNT/CoFe₂O₄磁性碳納米管材，再利用MWCNT/CoFe₂O₄磁性碳納米管材制備MWCNT/CoFe₂O₄@mSiO₂介孔復合材料，該制備方法便捷，合成條件、合成裝置及技術流程簡單。

技術領域

本發明涉及多功能納米復合材料，具體涉及一種介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳納米管復合材料，本發明還涉及該復合材料的制備方法。

背景技術

隨著納米科技的發展，納米材料在日常生活中發揮著越來越重要的作用。特別是在疫病防控上，以納米材料為載體的納米載藥系統是近年來研究的熱點。納米載體是以納米尺度材料制成的，能夠攜帶具有診斷和治療用途的藥物和基因分子的載體。碳納米管具有納米尺寸直徑從零點幾個至幾十個納米，具有大的內外比表面積，所以無論是將藥物鍵合到其表面，還是吸附到其管內，都能達到較高的載藥量，同時可以穿過細胞膜，跨越生物體內的多種屏障，到達各種生物器官，并最終進入到細胞內部。此外，還可以通過控制藥物分子在碳納米管上的連接方式實現藥物的控釋、緩釋。隨著各種修飾生物分子的納米裝置制作成功，作為一種新型醫用材料已經進入應用研究領域。

隨著現代科技的快速發展，單一的納米材料已經不能滿足人們的需求，現代材料發展的趨勢是將兩種或兩種以上單一材料合成為一種性能優異的復合材料。因此，將碳納米管與其它功能納米顆粒復合，有望提高這些功能納米顆粒的性能、賦予它們新的性能，得到性能更多更好的新型納米復合材料。

近年來，磁性納米材料因為具有磁性微粒的快速分離的優異特性，在生物、化學、醫學等交叉科學領域具有廣泛的應用，得到越來越多科研工作者的關注。在已報道的各類磁性納米材料中，尖晶石型 CoFe₂O₄納米磁性材料具有溫和的飽和磁化強度(Ms)、高熱穩定性和化學穩定性等特性。這些特性使得它在高密度信息儲存、催化、生物靶向給藥和磁共振影像等領域都有重要的應用。

原始碳納米管由于其自身所具有的疏水結構，使其難以均勻分散于體液之中，容易在生物組織和細胞中聚集。如果采用化學方法對原始碳納米管進行共價或非共價修飾，可以提高碳納米管的溶解度，增強生物相容性。介孔二氧化硅材料具有較大的比表面積和孔容，優良的生物相容性和表面易于修飾等優點，在藥物分子裝載與輸送、化學催化、生物分子篩選等領域得到了廣泛關注。因此，在磁性碳納米管表面通過共價鍵的作用方式包覆均勻的二氧化硅殼層，既可以解決其在溶液中的分散穩定性，又可以保護其自身結構，更重要的是二氧化硅表面富含的硅羥基易于化學修飾，可進一步改性。

說明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳納米管復合材料，該復合材料磁敏感度強，比表面積極大；本發明還涉及該復合材料的制備方法，該方法便捷，合成條件、合成裝置及技術流程簡單。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳納米管復合材料，該復合材料為核殼結構，其化學結構式為MWCNT/CoFe₂O₄@mSiO₂；經SEM、TEM測試結果表明該復合材料為管狀形貌，通過SQUID-VSM 測試結果分別表明該復合材料具有較強的磁性。

該復合材料的制備方法為：