[發明專利]一種pH/磁雙重響應性納米顆粒的組成、制備和應用

在審

• 申請號: 202011250153.3
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112408537A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 夏詠梅;孟新宇;方云;樊曄;胡學一;張鑫宇;王紅
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C02F1/26
• 分類號: C02F1/26;B01D17/02;H01F1/42;H01F41/02;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種pH/磁雙響應性納米顆粒的組成、制備和應用，屬于乳化劑制備技術領域。本發明通過共軛亞油酸鈉(SCL)在Fe₃O₄納米顆粒表面的部分自交聯，得到具有良好分散性、熱穩定性、疏水性改善的pH/磁雙響應性納米顆粒SCL@Fe₃O₄。該納米顆粒可作為Pickering乳狀液的乳化劑，所需質量分數僅為體系總質量的0.02％，所用SCL質量為萬分之一，且內相體積分數可高達90％。該乳狀液在pH或磁響應下能實現油水分離、油溶性染料蘇丹I的富集及納米顆粒的回收利用。所用材料生物相容性好，過程簡單、原料易得，可用于乳液的循環穩定/分離以及有機污染物的水相萃取與分離。

技術領域

本發明涉及一種pH/磁雙重響應性納米顆粒的組成、制備和應用，具體涉及一種用于穩定Pickering乳狀液的pH/磁雙重響應性納米顆粒的組成、制備和應用，屬于納米乳化劑制備技術領域。

背景技術

有機廢水中包含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質，多以懸浮或溶解狀態存在于污水中，易造成水質富營養化，危害比較大。有機廢水中難溶性物質的處理方法中萃取法效率高、操作簡單、投資較少。因此若將油和水混合并用納米顆粒乳化制備成穩定的O/W型Pickering乳液將油溶性染料萃取到油相中無疑是一個好的選擇，并可通過快速破乳來實現染料的富集及納米顆粒乳化劑的重復利用。

用有機物修飾無機納米顆粒表面獲得有機/無機雜化納米顆粒，可以將有機組分的特性(如雙親性和刺激響應性等)與無機組分的特性(如磁性、光學性質、機械強度和導電性等)相結合，不僅能有效避免顆粒團聚，而且賦予其新材料特性。Fe₃O₄磁性納米顆粒具有超順磁性、比表面積大和生物相容性等優良特性，可廣泛應用于催化劑、靶向給藥和環境保護等領域。然而Fe₃O₄納米顆粒易團聚，表面懸掛鍵易與其他物質結合且表面易氧化，從而使磁性和分散性降低。通過有機物的修飾獲得具有開關性的納米顆粒，其穩定的Pickering乳狀液同樣具有開關性，可利用該性能實現油溶性染料的萃取、納米顆粒的回收。

例如，Fe₃O₄納米粒子與P(NIPAM-CO-MAA)凝膠結合可用于穩定O/W乳液，向乳液施加靜態磁場能使穩定的油滴與連續水相分離而不會引起乳液聚結，施加高頻磁場引起Pickering乳液的溫度升高，則可以使乳化劑變得不穩定并從界面分離，從而實現相分離。再例如，用馬來酸酐(MA)、苯乙烯(St)、4-甲基-7-羥基香豆素的醚化產物(CS)和對氯甲基苯乙烯通過自由基共聚合成了雙親性交替(-alt-)共聚物P(St/CS-alt-MA)，在選擇性溶劑中自組裝得到球形膠體粒子后可以用于乳化甲苯穩定O/W型Pickering乳狀液。

脂肪酸作為一種綠色安全、簡單經濟的修飾劑，用于修飾Fe₃O₄納米顆粒表面既可以避免其二次團聚，又可以賦予其表面活性，例如用作乳狀液的穩定劑。油酸和十一酸在交聯劑存在下被用作Fe₃O₄的修飾劑，能夠顯著提高防團聚效果好且在固相萃取時利用磁性可免于過濾或離心，但油酸在洗脫過程中易脫落不僅會干擾后續質譜或光學檢測，還會影響顆粒的水相分散性。棕櫚酸經配位作用修飾Fe₃O₄用于固相萃取時不會脫落因而已成功用于農藥檢測，但棕櫚酸常溫溶解性差使修飾難度增大。

上文所述用于修飾Fe₃O₄磁性粒子的聚合物(P(NIPAM-CO-MAA)、P(St/CS-alt-MA))都是合成高分子，其生物相容性遠不及脂質體材料如油酸等；而如前所述的采用油酸、棕櫚酸等修飾則需要采用交聯劑，并且其實際應用存在一定問題。

發明內容

[技術問題]