專利名稱：一種制備Fe₃O₄/Ag磁性復(fù)合納米粒子的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備Fe304/Ag磁性復(fù)合納米粒子的新方法。
背景技術(shù)：
金屬或非金屬功能化鐵氧化物納米粒子可以較好地保護(hù)鐵氧化物納米粒子，使其更加穩(wěn) 定，并大大延伸了其使用范圍，尤其是擴(kuò)大其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用范圍，而金屬單質(zhì)(或非金屬單 質(zhì))功能化磁性鐵氧化物復(fù)合納米粒子的制備研究中的金屬單質(zhì)主要集中在金、銀、鈷、鉑、 鈀(Au， Ag， Co， Pt， Pd)等單質(zhì)上，而非金屬單質(zhì)主要研究的是碳(C)單質(zhì)。80年代， 人們意識到銀是真正的廣譜天然抗生素，它無耐藥性，無毒，無過敏，無交叉藥物干擾等優(yōu) 點(diǎn)。大量研究發(fā)現(xiàn)，銀遇到呼吸酶，可變成銀離子與其結(jié)合，使細(xì)菌死亡。銀是微量元素， 在前列腺中含量較高，銀能促進(jìn)免疫功能的提高(支持T細(xì)胞對躺外來物)，所以，銀不但殺 菌，還有利于細(xì)胞生長，傷口愈合，正常人銀的需求量為O.lmg/日。銀的主要應(yīng)用領(lǐng)域感 光材料；裝飾材料；接觸材料；復(fù)合材料;銀合金焊料；銀漿；能源工業(yè)用銀；銀在催化劑 中的應(yīng)用；銀在醫(yī)藥中的應(yīng)用；銀系列抗菌材料等等。現(xiàn)代科技的發(fā)展，給銀的應(yīng)用開辟了 更廣闊的前景。這為本發(fā)明的研究提供了重大的現(xiàn)實(shí)意義。
此外，超聲化學(xué)法是利用超聲波的空化作用瞬間產(chǎn)生的高溫(25000 K)、高壓(^20MPa) 以及冷卻速率(101QK/s)等極端條件促使氧化、還原、分解和水解等反應(yīng)的進(jìn)行來制備納米 粒子。超聲波對化學(xué)反應(yīng)起作用的主要原因在于超聲波所產(chǎn)生的"超聲波汽化泡"，它形成局 部的高溫高壓環(huán)境和具有強(qiáng)烈沖擊力的微射流。超聲波空化作用與傳統(tǒng)攪拌技術(shù)相比，更容 易實(shí)現(xiàn)介質(zhì)均勻混合，消除局部濃度不均，提高反應(yīng)速度，促進(jìn)新相的形成，而且對團(tuán)聚還 可以起到剪切作用，有利于微小顆粒的形成。
2007年，曹曉國等用化學(xué)鍍法，以甲醛為還原劑，制備Fe304/Ag包覆復(fù)合粉體。章橋新 等以硅烷偶聯(lián)劑巰基丙基三甲氧基硅垸作為添加劑，甲醛作為還原劑，在Ag[(NH3)2]+溶液中 制備出具有核殼結(jié)構(gòu)的Fe3CVAg納米復(fù)合粒子。而本發(fā)明所述及的利用甲酸鈉與羧酸銀的特 異性反應(yīng)所得的Fe304/Ag納米復(fù)合粒子的方法目前還無相關(guān)報(bào)道。 發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是為了提供一種復(fù)合磁性納米粒子制備的新方法，以便制備具有單分散性， 軟磁性較好的Fe304/Ag磁性復(fù)合粒子，實(shí)現(xiàn)銀包覆厚度和磁飽和強(qiáng)度可控，并且具有反應(yīng) 步驟簡單，反應(yīng)時間短，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合磁性納米粒子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn) Fe304/Ag磁性復(fù)合粒子的超聲化學(xué)法制備，包括下述步驟
1) 分別取摩爾質(zhì)量為l: 2的FeCl"H20和FeCly6H20溶解于水中，超聲脫氧，然后 將以上溶液滴加到NaOH溶液中，所有反應(yīng)在一定溫度，攪拌條件和N2保護(hù)下進(jìn)行。隨著 反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)液中出現(xiàn)黑色的沉淀。.
2) 反應(yīng)結(jié)束后，利用外加磁場將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來，并先后用去離子水和 乙醇清洗。最后將Fe304納米顆粒配成一定濃度的乙醇溶液。
3) 為了更好地分散Fe304顆粒，用乙醇和水將以上所得溶液稀釋并進(jìn)一步超聲。然后滴 加一定量的APTES到以上混合溶液中，室溫下攪拌。最后，利用離心機(jī)將APTES修飾的 Fe304納米顆粒從反應(yīng)介質(zhì)中分離，并用乙醇溶液對其清洗。在下一步反應(yīng)之前，APTES修 飾的Fe304納米顆粒被配成一定濃度的乙醇溶液。
4) 將一定量的以上制備的溶液與CH3COOAg水溶液混合攪拌均勻，滴加HCOONa溶液， 反應(yīng)在一定溫度和轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，混合溶液由棕褐色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?保持?jǐn)嚢枰欢螘r間，并冷卻到室溫，所有反應(yīng)均在N2保護(hù)下進(jìn)行。
5) 反應(yīng)結(jié)束后，利用永久磁鐵將磁性納米顆粒從溶液中分離出，并用去離子水清洗3次， 分離后的殘留溶液呈現(xiàn)無色。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明使用甲酸鈉與羧酸銀的特異性原理，制備了銀包覆的四氧化三鐵的復(fù)合磁性納
米粒子。
2、 本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)微量銀磁復(fù)合粒子的制備，所制備的銀包覆的四氧化三鐵的復(fù)合磁性納 米粒子具有較好的單分散性和較高的軟磁性。


圖1為實(shí)施方案I的流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方案I:
本發(fā)明涉及一種超聲化學(xué)法制備Fe304/Ag磁性復(fù)合粒子。具體如下1)分別取2 g FeCl2'4H20和5.2 g FeCl3'6H20以及12.1 mol/L的濃鹽酸0.85 mL溶解于200 mLH20中，超 聲脫氧，然后將以上溶液滴加到250mL， 0.75mol/LNaOH溶液中，所有的反應(yīng)均在溫度為 80°C，攪拌，N2保護(hù)下進(jìn)行。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)液中出現(xiàn)黑色的沉淀。反應(yīng)結(jié)束后，利 用外加磁場將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來，并先后用去離子水清洗3次，乙醇清洗2次。
最后將Fe304納米顆粒配成濃度為5 g/L的乙醇溶液。2)用乙醇和lmL水將25 mL以上所 得溶液稀釋到150mL，為了更好地分散Fe304顆粒，需將該溶液進(jìn)一步超聲30 min。然后滴 加0.4 mLAPTES到以上混合溶液中，室溫下攪拌7 h。最后，利用離心機(jī)10000 r/min， 30 min 將APTES修飾的Fe304納米顆粒從反應(yīng)介質(zhì)中分離，并用乙醇溶液對其清洗5次。在下一 步反應(yīng)之前，APTES修飾的Fe304納米顆粒被配成濃度為1 g/L的乙醇溶液。3)將25 ml 以上制備的溶液(1 g/L， Fe304)、 0.1 mol/L CH3COOAg水溶液20 mL攪拌均勻，滴加0.1 mol/LHCOONa溶液10mL，反應(yīng)在T=35 °C， R=500 r/min下進(jìn)行，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行， 混合溶液由棕褐色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏３謹(jǐn)嚢鑜h，并冷卻到室溫，所有反應(yīng)均在N2保護(hù)下 進(jìn)行。反應(yīng)結(jié)束后，利用永久磁鐵將磁性納米顆粒從溶液中分離出，并用去離子水清洗3次， 分離后的殘留溶液呈現(xiàn)無色。通過磁性分離得到目標(biāo)樣品。
權(quán)利要求
1.一種制備Fe3O4/Ag磁性復(fù)合納米粒子的新方法，包括下述步驟(a)分別取摩爾質(zhì)量為12的FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O溶解于水中，超聲脫氧，然后將以上溶液滴加到NaOH溶液中，所有反應(yīng)在一定溫度，攪拌條件和N2保護(hù)下進(jìn)行。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)液中出現(xiàn)黑色的沉淀。(b)反應(yīng)結(jié)束后，利用外加磁場將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來，并先后用去離子水和乙醇清洗。最后將Fe3O4納米顆粒配成一定濃度的乙醇溶液。(c)用乙醇和水將以上所得溶液稀釋，為了更好地分散Fe3O4顆粒，需將該溶液進(jìn)一步超聲。然后滴加一定量的APTES到以上混合溶液中，室溫下攪拌。最后，利用離心機(jī)將APTES修飾的Fe3O4納米顆粒從反應(yīng)介質(zhì)中分離，并用乙醇溶液對其清洗。在下一步反應(yīng)之前，APTES修飾的Fe3O4納米顆粒被配成一定濃度的乙醇溶液。(d)將一定量的以上制備的溶液與CH3COOAg水溶液混合攪拌均勻，滴加一定量的HCOONa溶液，反應(yīng)在一定溫度和轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，混合溶液由棕褐色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏３謹(jǐn)嚢枰欢螘r間，并冷卻到室溫，所有反應(yīng)均在N2保護(hù)下進(jìn)行。(e)反應(yīng)結(jié)束后，利用永久磁鐵將磁性納米顆粒從溶液中分離出，并用去離子水清洗3次，分離后的殘留溶液呈現(xiàn)無色。通過磁性分離得到目標(biāo)樣品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氧化三鐵制備的方法，其特征在于改進(jìn)了傳統(tǒng) 的共沉淀方法。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2所述的一種制備Fe304/Ag磁性復(fù)合納米粒子的新方 法，其特征在于所述步驟(d)中標(biāo)記引物的方法為氨基，通過氨基-銀離子之間 的配位反應(yīng)結(jié)合提供銀離子源，將原位生成的Ag離子固定到預(yù)先修飾上APTES的磁性 Fe304納米粒子表面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 3所述的一種制備Fe304/Ag磁性復(fù)合納米粒子的新方 法，其特征在于利用甲酸鈉與羧酸銀的特異性反應(yīng)，將Ag+還原為Ag6，實(shí)現(xiàn)磁 性納米粒子的Ag的包覆。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成四氧化三鐵包覆銀(Fe₃O₄/Ag)的磁性復(fù)合納米粒子的新方法。其特征在于利用甲酸鈉與羧酸銀的特異性反應(yīng)原理，將銀離子還原到氨基功能化的磁性納米粒子上，實(shí)現(xiàn)樣品的制備。此方法無需產(chǎn)物純化、快速、直觀，是一種操作簡單、快速、高產(chǎn)率的新型合成方法。
文檔編號C23C18/44GK101373652SQ20081003163
公開日2009年2月25日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者偉 吳, 蕾 曾, 賀全國 申請人:湖南工業(yè)大學(xué);賀全國;吳 偉;曾 蕾