[發明專利]一種對以油酸為配體的Fe3

有效

• 申請號: 202010698065.3
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111834074B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 劉雪洋;陳虹宇;胡婷
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: H01F1/01
• 分類號: H01F1/01;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 吳頻梅

本發明對以油酸為配體的Fe₃O₄納米顆粒的進行提純并合成磁性納米攪拌子方法和應用，涉及一種合成磁性納米攪拌子的技術，屬于無機納米材料合成技術領域。該技術是在合成以油酸為配體的Fe₃O₄納米顆粒，通過對顆粒表面油酸鐵副產物的有效去除，以及后續的Fe₃O₄納米顆粒親水性處理，以及組裝方式的調整，實現了磁納米顆粒鏈的有效組裝，尤其是對于小尺寸納米磁顆粒，本發明提出顆粒組裝前的預處理以及組裝方式的調整，實現了小尺寸納米鏈的組裝，打破了最小尺寸納米鏈的世界紀錄，同時大大提高了納米攪拌子的成鏈幾率，具有較強的實用性。

技術領域

本發明涉及一種納米攪拌子的合成技術，尤其是一種對合成納米攪拌子的合成原料——Fe₃O₄納米顆粒的提純技術，屬于無機納米材料合成技術領域。

背景技術

攪拌是最好的液體混合方式，宏觀的攪拌可以通過特制的工具，比如電動攪拌器、機械攪拌器、磁力攪拌子，來實現。而微觀尺度上液體的粘性變大，雷諾數減小，液體的混合變得困難。常規的方式是通過構建溫度梯度，超聲，以及更改管道的方式來實現一定程度的液體擾動。而這些方式要么操作困難，要么使用有局限性，亦或者管道一旦定型也很難通過后期方式更改。而攪拌此時顯得尤為重要。

納米磁攪拌子的制備近些年來也取得了一些發展，Song組 (Angew.Chem.2015,127,2699–2702)在2015年使用水熱法合成的直徑250nm的Fe₃O₄納米團簇自組裝形成納米攪拌子，并在納米攪拌子上負載鈀納米顆粒，可以在攪拌的同時實現催化，利于納米攪拌子的磁性可以在反應結束后實現催化劑的回收。Deng組(Adv.Mater. 2010,1707515)在2010年使用水熱法合成的150nm的Fe₃O₄納米顆粒自組裝Fe₃O₄@SiO₂納米攪拌子，并且在中孔中負載唑來膦酸鹽(治療骨疾病的藥物)，在破骨細胞的培養中，通過施加外加磁場，納米攪拌子的旋轉增強了藥物與骨細胞之間的相互作用，從而起到了抑制骨細胞分化的作用。

據申請人了解，現有的合成納米攪拌子的自組裝技術是建立在水熱法合成的大尺寸的納米顆粒和納米團簇的基礎上，該方法合成的納米顆粒或者納米團簇往往尺寸較大，多在亞微米尺寸，較易聚集，由這種顆粒組裝而成的攪拌鏈尺寸也較大，較難實現直線型排列。另外，水熱法需要在高壓反應釜中進行，對反應設備要求較高，其安全性方面需要保證，設備投資大，不利于擴大化生產。

高溫裂解法的優點是高溫可以很好的控制晶體成核和生長過程，因而可以獲得粒徑更小，分布更均勻的納米顆粒，同時該反應在有機相中進行，避免了與鐵離子有強配位能力的水的參與從而可以獲得晶型良好的磁納米顆粒。2013年新加坡團隊曾報道用該方法合成的磁納米顆粒水溶液中組裝成攪拌鏈，并且保留最小攪拌鏈的世界紀錄，其中直徑最小在75nm，長度為微米級。專利(CN 107138093 A)中涉及磁納米攪拌子的合成，配體交換以及磁場誘導組裝。該方法主要用于大尺寸磁納米顆粒鏈組裝。小尺寸磁納米顆粒首先小尺寸磁納米合成過程中表面油狀物質影響其組裝；其次磁場響應相對于大顆粒弱；最主要的是溶液中的小顆粒布朗運動明顯，很難用常規邊組裝邊包覆的方法實現定向排列及固定。

磁性納米攪拌子已經得到了多方面的發展，據發明人了解，現有的合成納米攪拌子的自組裝技術是建立在水熱法合成的大尺寸的納米顆粒和納米團簇的基礎上，合成的納米顆粒和納米團簇較高溫裂解法合成的納米顆粒尺寸更大，易聚集，形成的納米攪拌子不能成直線型排列，當納米顆粒尺寸減小后，其磁性能下降，對外加磁場響應減弱。高溫裂解法可以很好的控制納米粒子的粒徑和尺寸分布，利用種子生長的概念可以由小顆粒逐漸生長成結晶度良好的大顆粒，由于磁性納米粒子的表面活性劑是油酸或油胺，其穩定性非常好。使用高溫裂解法可以合成超順磁性的結晶度良好的Fe₃O₄納米顆粒。