[發(fā)明專利]一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710083679.9
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106870310B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉敏;鄔豐羽;潘禮慶;樸紅光;楊先衛(wèi);羅志會;鄭勝;劉一曼
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: F03G7/00
• 分類號: F03G7/00;B82Y40/00;C02F1/28;C02F1/50
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，其特征在于：磁驅(qū)微米馬達包括帶有尖端的軟磁性螺旋體；螺旋體外包覆一層二氧化硅層，并且螺旋體尖端暴露于二氧化硅層外；二氧化硅層外鑲嵌具有殺菌作用的銀納米顆粒；二氧化硅層遠離螺旋體尖端的一端連接有具備微孔道結(jié)構(gòu)的介孔硅，介孔硅表面經(jīng)過化學(xué)修飾呈現(xiàn)正電性；

所述用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、在無機基片上利用旋轉(zhuǎn)濺射的方法制備帶尖端的螺旋體；

步驟2、在螺旋體表面包覆一層二氧化硅層；

步驟3、在二氧化硅層上原位生長銀納米顆粒；

步驟4、在二氧化硅層遠離螺旋體尖端的一端生長一段介孔硅；

步驟5、介孔硅表面嫁接陽離子基團，將介孔硅表面電性改為正電性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，其特征在于：步驟1中，在無機基片上利用旋轉(zhuǎn)濺射的方法制備帶尖端的螺旋體的方法為：首先在無機基片上涂覆一單層磁珠；然后以80度 ~87度射角固定基片，以軟磁材料為靶材，在超真空環(huán)境中開展磁控濺射，在濺射過程中基片繞其表面法線方向旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)角速度，調(diào)控螺旋體螺距，待其生長完畢，取出基片，表面用濃硝酸反復(fù)擦拭，以腐蝕出螺旋體尖端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，其特征在于：步驟2中，在螺旋體表面包覆一層二氧化硅層的方法為：將生長有尖端螺旋體陣列的基片浸入10-100毫升多環(huán)芳香烴，微弱超聲0.5-2小時；將基片取出，用去離子水清洗，而后將基片浸入10毫升聚乙烯吡咯烷酮中振蕩30分鐘后將基片取出，用去離子水清洗，最后將基片浸入10-100毫升氨水中，并加入50-500 微升硅酸乙酯，超聲2-10小時后將基片取出，用無水乙醇清洗，備用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，其特征在于：步驟3中，在二氧化硅層上原位生長銀納米顆粒的方法為：將包覆了二氧化硅層的螺旋體陣列浸入5-20毫升硝酸銀溶液中，加入0.1克檸檬酸三鈉、0.1克聚乙烯吡咯烷酮和10-100毫升聚乙二醇，在40℃水浴加熱10-100分鐘后，滴加10-100毫升硼氫化鈉，原位還原生長銀納米顆粒，隨后繼續(xù)加熱10-100分鐘，取出基片，用無水乙醇與去離子水清洗，再用強力超聲2-10小時，令所有微結(jié)構(gòu)從基片上脫落，將制備的微結(jié)構(gòu)分散于去離子水中，備用。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，其特征在于：步驟4中，將微結(jié)構(gòu)分散于十六烷基三甲基溴化銨、氨水、水和硅酸乙酯混合液中，水浴加熱40℃，并攪拌4小時，即可生長出介孔硅形成微米馬達，通過調(diào)節(jié)十六烷基三甲基溴化銨、氨水、水和硅酸乙酯的比例來控制介孔硅中介孔大小。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，其特征在于：步驟5中介孔硅表面嫁接陽離子基團，將介孔硅表面電性改為正電性的方法為：將微米馬達分散至10-500毫升氨丙基三甲氧基硅烷與10-500毫升去離子水混合溶液中，水浴40℃，并搖晃2-20小時，磁性分離，無水乙醇與去離子水清洗，可獲得表面為正電性的微米馬達。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，其特征在于：所述步驟5中嫁接的用于改變電性的陽離子基團采用共價化學(xué)鍵或靜電吸附的方式與介孔硅表面相連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于凈水的磁驅(qū)微米馬達的制備方法，其特征在于：介孔硅表面的孔道直徑為5納米至10微米。