專利名稱：一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于脂質(zhì)體納米纖維膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法。
背景技術(shù)：
磁性納米材料作為一種新材料，因其具有特殊的超順磁性和納米尺寸的效應(yīng)，使它在航空、電子、信息、石油、冶金、化工等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景，其中以隱身吸波材料、屏蔽材料、巨磁電阻材料和磁制冷技術(shù)關(guān)鍵材料為這些領(lǐng)域內(nèi)較為突出的代表。近幾年來(lái)，磁性納米材料在生物工程、靶向藥物、臨床診斷、精細(xì)化工、固定化酶、環(huán)境監(jiān)測(cè)及治理等領(lǐng)域顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。這些應(yīng)用都是由于磁性納米微粒具有尺寸小、比表面積大、表面活性高以及在外加磁場(chǎng)作用下快速響應(yīng)等優(yōu)良特性。 近年來(lái)應(yīng)用高壓靜電紡絲技術(shù)制備功能納米纖維的報(bào)道也越來(lái)越多。研究人員試圖將各種各樣的聚合物材料(包括天然的與合成的高分子、蛋白質(zhì)、甚至小分子等)通過(guò)靜電紡絲工藝制備納米纖維膜，發(fā)揮材料在納米尺度下的功能效能。同時(shí)這些納米纖維在醫(yī)藥、分離提純、能源、環(huán)保、催化反應(yīng)等眾多領(lǐng)域進(jìn)行常識(shí)性應(yīng)用。高壓靜電紡絲技術(shù)是一種自上而下的納米制造技術(shù)，通過(guò)外加電場(chǎng)力克服噴頭毛細(xì)管尖端液滴的液體表面張力和粘彈力而形成射流，在靜電斥力、庫(kù)侖力和表面張力共同作用下，被霧化后的液體射流被高頻彎曲、拉延、分裂，在幾十毫秒內(nèi)被牽伸千萬(wàn)倍，經(jīng)溶劑揮發(fā)或熔體冷卻在接收端得到納米級(jí)纖維。該技術(shù)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、操控方便、選擇材料范圍廣泛、可控性強(qiáng)、并且可以通過(guò)噴頭設(shè)計(jì)制備具有微觀結(jié)構(gòu)特征的納米纖維，被認(rèn)為是具有可能實(shí)現(xiàn)連續(xù)納米纖維工業(yè)化生產(chǎn)的一種方法。應(yīng)有該技術(shù)制備功能納米纖維具有良好的前景預(yù)測(cè)。而將磁性物質(zhì)與靜電紡絲相結(jié)合制備復(fù)合納米纖維，方法是一種創(chuàng)新，并且其制備的纖維包含了磁性性質(zhì)與納米尺寸效應(yīng)，將具有更廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法。該制備方法簡(jiǎn)單，制備條件溫和，所得纖維膜表面光滑，纖維粗細(xì)均勻，纖維直徑約為 lOOOnm。本發(fā)明的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，包括(I)以可溶性三價(jià)鐵鹽、二價(jià)鐵鹽為原料，通過(guò)化學(xué)共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒首先，分別稱取6. Ig FeCl3 6H20和3. 06g FeCl2 (Fe3+與Fe2+摩爾比為2:1)，依次溶解在200ml去離子水中，充分?jǐn)嚢枋怪靹颍D(zhuǎn)移至500ml的三口燒瓶中。隨后置于40°C恒溫水浴中，伴隨著強(qiáng)力機(jī)械攪拌，逐滴的加入一定量的5mol/L NaOH，至溶液pH值為10，此時(shí)溶液中生成大量黑色顆粒。再升溫至80°C，攪拌30min。在外加磁場(chǎng)的作用下，將制得的黑色顆粒分離，隨后冷凍干燥，即得磁性Fe3O4納米顆粒備用；(2)將大豆卵磷脂PC和聚乙烯吡咯烷酮PVP加入三氯甲烷溶劑中，振蕩至完全溶解；其中聚乙烯吡咯烷酮PVP與大豆卵磷脂PC的質(zhì)量比為0. 4^2.0:1. 0，三氯甲烷與大豆卵磷脂PC的體積質(zhì)量比為20. Oml: I. Og ;(3)將所得磁性Fe3O4納米顆粒加入上述溶液中，振蕩至混勻，得紡絲液，然后高壓靜電紡絲，干燥，即得無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜，其中磁性納米顆粒與大豆卵磷脂PC 的質(zhì)量比為 0. 04-0. 20:1. Oo所述步驟(I)中的可溶性三價(jià)鐵鹽為FeCl3 *6H20,可溶性二價(jià)鐵鹽為FeCl2 *4H20o所述步驟(2)中聚乙烯吡咯烷酮PVP型號(hào)為K90，重均分子量為M=36w。所述步驟(2)中振蕩時(shí)間為8 12小時(shí)。所述步驟(3)中振蕩時(shí)間為1(T16小時(shí)。所述步驟(3)中高壓靜電紡絲采用5mL注射器作為溶液儲(chǔ)存器；采用削平的針頭 作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，所述的針頭為5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm ;紡絲液流量由微量注射泵控制；采用鋁箔平板接收纖維。所述步驟(3)中靜電紡絲工藝參數(shù)為推進(jìn)速率0. 5-1. OmL/h，接收板離噴絲口距離20-25cm，電壓12-16kv，環(huán)境溫度為20_25°C，環(huán)境濕度67±4%。所述步驟(3)中干燥溫度為37°C，干燥時(shí)間為2 3天。所述步驟(3)中得到的磁性脂質(zhì)體納米纖維膜中纖維直徑為lOOOnm。有益.效果(I)本發(fā)明制備原料易得，方法簡(jiǎn)單，條件溫和，可成功制備混合均勻的無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜，易于工業(yè)化生產(chǎn)；(2)本發(fā)明所得纖維表面光滑，粗細(xì)均勻，纖維直徑約為lOOOnm。


圖I為實(shí)施例I靜電紡絲高壓為16kv，PVP:PC為I. 2:1. 0時(shí)磁性脂質(zhì)體納米纖維掃描電鏡圖(a)及光學(xué)顯微鏡圖(b)；圖2為實(shí)施例2靜電紡絲高壓為14kv，PVP:PC為I. 2:1. 0時(shí)磁性脂質(zhì)體納米纖維掃描電鏡圖(a)及光學(xué)顯微鏡圖(b)；圖3為實(shí)施例3靜電紡絲高壓為16kv，PVP:PC為I. 4:1. 0時(shí)磁性脂質(zhì)體納米掃描電鏡圖(a)及光學(xué)顯微鏡圖(b)；圖4為實(shí)施例4靜電紡絲高壓為14kv，PVP: PC為I. 4:1.0時(shí)磁性脂質(zhì)體納米纖維掃描電鏡圖(a)及光學(xué)顯微鏡圖(b)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例I(I)無(wú)機(jī)磁性納米顆粒的制備以可溶性三價(jià)鐵鹽、二價(jià)鐵鹽為原料，通過(guò)化學(xué)共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒。
(2)紡絲液的調(diào)配將大豆卵磷脂PC 0. 25g與聚乙烯吡咯烷酮PVP 0. 3g裝入棕色樣品瓶中，再加入三氯甲烷5mL，振蕩8-12h至完全溶解制得I號(hào)紡絲液；將制備好的磁性Fe3O4納米顆粒0. 02g放入I號(hào)紡絲液中，振蕩10-16h至混合均勻，得2號(hào)紡絲液。(3)靜電紡絲將上述2號(hào)紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Cole-Parmer 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離25cm，電壓16kv。其他條件環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67±4%。(4)收集纖維，并放于真空干燥箱(恒溫37°C)干燥2d，后通過(guò)掃描電鏡測(cè)試如圖1(a)，光學(xué)顯微鏡圖見(jiàn)圖1(b)。實(shí)施例2(I)無(wú)機(jī)磁性納米顆粒的制備以可溶性三價(jià)鐵鹽、二價(jià)鐵鹽為原料，通過(guò)化學(xué)共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒。(2)紡絲液的調(diào)配將大豆卵磷脂PC 0. 25g與聚乙烯吡咯烷酮PVP 0. 3g裝入棕色樣品瓶中，再加入三氯甲烷5mL，振蕩8-12h至完全溶解制得I號(hào)紡絲液；將制備好的磁性Fe3O4納米顆粒0. 02g放入I號(hào)紡絲液中，振蕩10-16h至混合均勻，得2號(hào)紡絲液。(3)靜電紡絲將上述2號(hào)紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Ceie-Parmei 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離25cm，電壓14kv。其他條件環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67±4%。(4)收集纖維，并放于真空干燥箱(恒溫37°C)干燥2d，后通過(guò)掃描電鏡測(cè)試如圖2(a)，光學(xué)顯微鏡圖見(jiàn)圖2(b)。實(shí)施例3(I)無(wú)機(jī)磁性納米顆粒的制備以可溶性三價(jià)鐵鹽、二價(jià)鐵鹽為原料，通過(guò)化學(xué)共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒。(2)紡絲液的調(diào)配將大豆卵磷脂PC 0. 25g與聚乙烯吡咯烷酮PVP 0. 4g裝入棕色樣品瓶中，再加入三氯甲烷5mL，振蕩8-12h至完全溶解制得I號(hào)紡絲液；將制備好的磁性Fe3O4納米顆粒0. 02g放入I號(hào)紡絲液中，振蕩10-16h至混合均勻，得2號(hào)紡絲液。(3)靜電紡絲將上述2號(hào)紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Cde-Pamier 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離25cm，電壓16kv。其他條件環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67±4%。(4)收集纖維，并放于真空干燥箱(恒溫37°C)干燥2d，后通過(guò)掃描電鏡測(cè)試如圖3(a)，光學(xué)顯微鏡圖見(jiàn)圖3(b)。實(shí)施例4(I)無(wú)機(jī)磁性納米顆粒的制備以可溶性三價(jià)鐵鹽、二價(jià)鐵鹽為原料，通過(guò)化學(xué)共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒。
(2)紡絲液的調(diào)配將大豆卵磷脂PC 0. 25g與聚乙烯吡咯烷酮PVP 0. 4g裝入棕色樣品瓶中，再加入三氯甲烷5mL，振蕩8-12h至完全溶解制得I號(hào)紡絲液；將制備好的磁性Fe3O4納米顆粒0. 02g放入I號(hào)紡絲液中，振蕩10-16h至混合均勻，得2號(hào)紡絲液。(3)靜電紡絲將上述2號(hào)紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Cde-Pamier 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離25cm，電壓14kv。其他條件環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67±4%。(4)收集纖維，并放于真空干燥箱(恒溫37°C)干燥2d，后通過(guò)掃描電鏡測(cè)試如圖4(a)，光學(xué)顯微鏡圖見(jiàn)圖4(b)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，包括 (O以可溶性三價(jià)鐵鹽、二價(jià)鐵鹽為原料，通過(guò)化學(xué)共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒； (2)將大豆卵磷脂PC和聚乙烯吡咯烷酮PVP加入三氯甲烷中，振蕩至完全溶解；其中聚乙烯吡咯烷酮PVP與大豆卵磷脂PC的質(zhì)量比為O. Γ2. O: I. 0，三氯甲烷與大豆卵磷脂PC的體積質(zhì)量比為20. Oml: I. Og ; (3)將所得磁性Fe3O4納米顆粒加入上述溶液中，振蕩至混勻，得紡絲液，然后高壓靜電紡絲，干燥，即得無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜，其中磁性納米顆粒與大豆卵磷脂PC的質(zhì)量比為O. 04 O. 20:1. O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的可溶性三價(jià)鐵鹽為FeCl3 · 6H20，可溶性二價(jià)鐵鹽為FeCl2 · 4H20。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中聚乙烯吡咯烷酮PVP型號(hào)為K90，重均分子量為M=36w。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中振蕩時(shí)間為8 12小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中振蕩時(shí)間為1(Γ16小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中高壓靜電紡絲采用5mL注射器作為溶液儲(chǔ)存器；采用削平的針頭作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，所述的針頭為5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑O. 5mm ;紡絲液流量由微量注射泵控制；采用鋁箔平板接收纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中靜電紡絲工藝參數(shù)為推進(jìn)速率O. 5-1. OmL/h，接收板離噴絲口距離20-25cm,電壓12-16kv，環(huán)境溫度為20_25°C，環(huán)境濕度67±4%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中干燥溫度為37°C，干燥時(shí)間為2 3天。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中得到的磁性脂質(zhì)體納米纖維膜中纖維直徑為lOOOnm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，包括(1)以可溶性三價(jià)鐵鹽、二價(jià)鐵鹽為原料，通過(guò)化學(xué)共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒；(2)將大豆卵磷脂PC和聚乙烯吡咯烷酮PVP加入三氯甲烷中，振蕩至完全溶解；(3)將所得磁性Fe3O4納米顆粒加入上述溶液中，振蕩至混勻，得紡絲液，然后高壓靜電紡絲，干燥，即得無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜。本發(fā)明制備原料易得，方法簡(jiǎn)單，條件溫和，可成功制備混合均勻的無(wú)機(jī)/有機(jī)磁性脂質(zhì)體納米纖維膜，易于工業(yè)化生產(chǎn)；本發(fā)明所得纖維表面光滑，粗細(xì)均勻，纖維直徑約為1000nm。
文檔編號(hào)D01D5/00GK102978730SQ20121048500
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者朱利民, 宋恒歡, 聶華麗 申請(qǐng)人:東華大學(xué)