[發明專利]一種新型磁性熒光納米復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201711372124.2
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107964400B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 羅愛芹;陳煒杰;張鑫
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;B82Y20/00;B82Y30/00;H01F1/01
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本發明涉及一種制備新型磁性熒光納米復合材料的方法，屬于材料化學和無機合成領域。本發明將磁性顆粒與量子點相結合，制備了具有強磁感應效應和高熒光性能的納米復合材料。合成的磁性熒光納米復合材料，同時可以做到在磁場下的快速分離和在光激發下的高強度熒光發射。在磁場存在的情況下，該納米復合材料可以很快被磁吸附，移除磁場后，該材料可以迅速再次分散。該方法制備方法具有合成簡便、產率高、納米顆粒均勻、粒徑較小和應用廣泛等優點，在醫學檢測、生物傳感、食品分析和環境保護中有著很大的潛在應用。

技術領域

本發明涉及一種制備磁性熒光納米復合材料的方法，具體地說，所述磁性熒光納米復合材料為一種新型功能材料，屬于無機合成技術領域。

背景技術

磁性熒光納米復合材料，作為一種新型的功能材料，同時兼具磁性納米材料的超順磁性和量子點材料的光學性能。

近年來，新型納米材料，包括量子點、介孔材料、碳納米管和磁性納米顆粒等在生物、化學、醫學以及環境領域中應用越來越廣泛。其中，由于其獨特的物理化學性質，磁性納米材料成為許多領域的研究熱點。磁性納米顆粒，是一種具有立方反尖晶石結構的軟磁性新型納米功能材料，晶胞參數a＝0.839nm，晶胞中32個O^2-沿[111]方向緊密有序排列，部分Fe³⁺占據四面體位置，剩余的Fe²⁺和Fe³⁺占據八面體位置，電子可以在兩種鐵離子間迅速轉移。同時，磁性納米粒子在一定溫度下，粒子熱運動會致使顆粒磁矩取向發生變化，附加外界磁場，顆粒被磁化；撤銷外界磁場，顆粒磁性迅速消失，呈現出超順磁性。其制備形貌可控、尺寸可控、表面易功能化。相對于常規的硅膠顆粒和樹脂顆粒等分離材料而言，磁性納米顆粒能在外加磁場的作用下實現精準微操作，表現出更高效快速的吸附分離效率。

磁性納米材料經表面修飾后形成磁性復合物，結合了磁性材料與非磁性材料的雙重性質，在物理、化學、生物及醫學領域具有重要的應用價值。Fe₃O₄磁性復合物具有以下優點：第一，提高Fe₃O₄的穩定性、分散性及生物相容性；第二，賦予Fe₃O₄新的活性官能團，例如羥基、羧基、氨基、巰基等等，并通過靜電作用或者共價鍵形式結合無機粒子，例如金、銀、銅、鉑、二氧化硅或有機分子(甲氨蝶嶺、阿霉素、蛋白質、酶、抗體及核酸)；第三，在外界磁場作用下利用Fe₃O₄的高磁響應性，可以精確控制磁性復合物的運動方向。因此，Fe₃O₄磁性復合物在反應催化、廢水凈水、生物分子分離、靶向藥物治療等領域擁有廣闊的應用前景。然而，以上提到的各種對磁性納米顆粒表面修飾的方法，往往需要在磁性納米顆粒表面進行復雜而冗長的多步反應。這些方法修飾得到的磁性納米顆粒往往磁飽和度低、飽和磁強低，且需要復雜的合成步驟，需要高溫操作而導致納米團聚嚴重，嚴重影響磁性納米顆粒的實際應用。因而，開發出快速修飾并且具有高磁性的磁性納米顆粒以提高其性能極為重要，為了克服以上問題，本發明選擇一步合成表面帶有羧基修飾的磁性顆粒。

本發明中，通過水熱法用檸檬酸三鈉對磁性納米顆粒表面進行一步修飾，接枝羧基，省略了修飾過程繁瑣的合成步驟，且合成得到的磁性顆粒粒徑均一、分散性好、磁強度高、具有較好的實際應用價值。