專(zhuān)利名稱(chēng)：磁性四氧化三鐵納米晶體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種納米磁性材料技術(shù)領(lǐng)域的制備方法，具體是一種磁性四 氧化三鐵納米晶體的制備方法。
背景技術(shù)：
四氧化三鐵(Fe304)納米晶體是一種在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有重大應(yīng)用價(jià)值的 新型磁性納米材料，其尺寸在1-100納米之間， 一般由共沉淀法、溶劑熱法或高 溫?zé)岱纸夥ㄖ苽?。為了增進(jìn)該類(lèi)材料的水溶性及生物相容性，使其在生物醫(yī)學(xué)等 領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用，人們開(kāi)始利用聚合物直接合成Fe304納米晶體。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，人們普遍利用線性聚合物來(lái)制備Fe304納米晶體， 如George David Mendenhall等在《Journal of Colloid and Interface Chemistry》 (膠體和界面化學(xué)，1996年，第184期，519-526頁(yè))報(bào)道了利用聚甲基丙烯酸 制備Fe304磁性納米粒子。在利用支化聚合物制備磁性Fe304納米晶體方面， Olga Mykhaylyk在《Nature Protocols》(2007年，第2期，2391-2411頁(yè))報(bào)道 了利用超支化聚合物和含氟羧酸鋰陰離子表面活性劑組裝體制備磁性Fe304納 米晶體。與線性聚合物相比，支化聚合物具有大量末端官能團(tuán)及分子內(nèi)部空腔， 因此非常適用于制備納米粒子。然而，目前利用支化聚合物制備磁性Fe304納米 晶體的體系比較復(fù)雜，在反應(yīng)過(guò)程中需要引入堿。迄今為止，不引入堿、利用單 一的超支化聚合物制備磁性Fe304納米晶體的方法未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足,提供一種磁性四氧化三鐵納米晶體的 制備方法，將超支化聚合物和二價(jià)鐵離子絡(luò)合，然后利用超支化聚合物自身的堿 性與二價(jià)鐵離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，弓I入氧化劑并在一定溫度下制備水溶性的 磁性Fe304納米晶體。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟
第一步、將超支化聚合物溶于去離子水中制成聚合物溶液，然后對(duì)聚合物每液中進(jìn)行攪拌后通入氮?dú)獬?0分鐘；
所述的超支化聚合物是指端基為胺基的超支化聚乙烯亞胺、超支化聚酰胺 -胺或超支化聚砜-胺中的一種。
所述的聚合物溶液中超支化聚合物的濃度為10~50毫克/毫升；
第二步、向聚合物溶液中滴加10毫升除氧后的亞鐵水溶液，經(jīng)攪拌后通入 氮?dú)獠⒃诔丨h(huán)境下繼續(xù)攪拌6小時(shí)；
所述的除氧后的亞鐵水溶液是指濃度為0.144^).36摩爾/升的FeS04、 FeCl2 或(NH4hFe(S04)2的水溶液；
第三步、滴加氧化劑，常溫?cái)嚢?0分鐘后升溫至80度，繼續(xù)反應(yīng)2.S小時(shí), 制成磁性四氧化三鐵納米晶體。
所述的氧化劑是指質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水或亞硝酸鈉，該氧化劑 的用量為0.05~0.125毫升。
本發(fā)明利用端基為胺基的超支化聚合物作為模板，絡(luò)合亞鐵離子并通過(guò)自身 所具有的堿性與亞鐵離子反應(yīng)，最后在氧化劑的作用下得到磁性Fe304納米晶 體。超支化聚合物在此既作為納米反應(yīng)器合成磁性Fe304納米晶體，又作為穩(wěn)定 劑穩(wěn)定合成的磁性Fe304納米晶體。使用本發(fā)明的方法合成的磁性Fe304納米晶 體具有較窄的尺寸分布、較好的水溶性和穩(wěn)定性。采用超支化聚合物制備磁性 Fe304納米晶體的方法綜合了超支化聚合物和磁性Fe304納米晶體的優(yōu)點(diǎn)，有利 于調(diào)節(jié)Fe304納米晶體的磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)等性能。此外，F(xiàn)e304/超支化聚合物 納米復(fù)合物可作為非病毒性基因載體用于磁轉(zhuǎn)染,其轉(zhuǎn)染效率比純聚合物有很大
提咼o


圖1為實(shí)施例1的X射線衍射圖。 圖2為實(shí)施例1-3的透射電鏡圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限 于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1第一步在100毫升的反應(yīng)瓶中加入1克超支化聚乙烯亞胺(數(shù)均分子量 Mn = 6xl04)，加入50毫升超純水使之溶解，攪拌，通氮?dú)獬?0分鐘。
第二步向上述聚合物溶液中滴加10毫升含有1克FeS04*7H20的無(wú)氧水 溶液，通氮?dú)猓叵聰嚢?小時(shí)。
第三步滴加0.125毫升雙氧水(30wt%)，常溫?cái)嚢?0分鐘后升溫至80 度，繼續(xù)反應(yīng)2，5小時(shí)，制成磁性四氧化三鐵納米晶體。
如圖1所示，X射線衍射圖可知本實(shí)施例中制備的鐵氧化物以磁性Fe304 納米晶體為主。制備的磁性Fe304納米晶體的透射電鏡圖如圖2(a)所示。由透射 電鏡圖可知磁性Fe304納米晶體尺寸分布比較均一，直徑約為3.0 nm。
實(shí)施例2
第一步在100毫升的反應(yīng)瓶中加入1克超支化聚乙烯亞胺(數(shù)均分子量 Mn = lxl04)，加入50毫升超純水使之溶解，攪拌，通氮?dú)獬?0分鐘。
第二步向上述聚合物溶液中滴加10毫升含有0.7克FeS04*7H20的無(wú)氧 水溶液，通氮?dú)?，常溫下攪?小時(shí)。
第三步滴加0.09毫升雙氧水(30 wt%)，常溫?cái)嚢?0分鐘后升溫至80 度，繼續(xù)反應(yīng)2.5小時(shí)，制成磁性四氧化三鐵納米晶體。
制備的磁性Fe304納米晶體的透射電鏡圖如圖2(b)所示。由透射電鏡圖可知 磁性Fe304納米晶體尺寸分布比較均一，直徑約為3.6nm。
實(shí)施例3
第一步在100毫升的反應(yīng)瓶中加入1克超支化聚砜-胺(數(shù)均分子量Mn = 3.4xl04)，加入50毫升超純水使之溶解，攪拌，通氮?dú)獬?0分鐘。
第二步向上述聚合物溶液中滴加10毫升含有0.4克FeS04*7H20的除氧 水溶液，通氮?dú)猓叵聰嚢?小時(shí)。
第三步滴加0.05毫升雙氧水(30 wt%)，常溫?cái)嚢?0分鐘后升溫至80 度，繼續(xù)反應(yīng)2.5小時(shí)，制成磁性四氧化三鐵納米晶體。
制備的磁性Fe304納米晶體的透射電鏡圖如圖2(c)所示。由透射電鏡圖可 知磁性Fe304納米晶體尺寸分布比較均一，直徑約為3.2 nm。
權(quán)利要求
1、一種磁性四氧化三鐵納米晶體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、將超支化聚合物溶于去離子水中制成聚合物溶液，然后對(duì)聚合物溶液中進(jìn)行攪拌后通入氮?dú)獬?0分鐘；第二步、向聚合物溶液中滴加10毫升除氧后的亞鐵水溶液，經(jīng)攪拌后通入氮?dú)獠⒃诔丨h(huán)境下繼續(xù)攪拌6小時(shí)；第三步、滴加氧化劑，常溫?cái)嚢?0分鐘后升溫至80度，繼續(xù)反應(yīng)2.5小時(shí)，制成磁性四氧化三鐵納米晶體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性四氧化三鐵納米晶體的制備方法，其特征是， 所述的超支化聚合物是指端基為胺基的超支化聚乙烯亞胺、超支化聚酰胺-胺或超支化聚砜-胺中的一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性四氧化三鐵納米晶體的制備方法，其特征是， 所述的聚合物溶液中超支化聚合物的濃度為10~50毫克/毫升。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性四氧化三鐵納米晶體的制備方法，其特征是， 所述的除氧后的亞鐵水溶液是指濃度為0.144~0.36摩爾/升的FeS04、 FeCl2或 (NH4)2Fe(S04)2的水溶液。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性四氧化三鐵納米晶體的制備方法，其特征是， 所述的氧化劑是指質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水或亞硝酸鈉，該氧化劑的用 量為0.05~0.125毫升。
全文摘要
一種納米磁性材料技術(shù)領(lǐng)域的磁性四氧化三鐵納米晶體的制備方法，包括將超支化聚合物溶于去離子水中制成聚合物溶液，然后對(duì)聚合物溶液中進(jìn)行攪拌后通入氮?dú)獬?0分鐘；向聚合物溶液中滴加10毫升除氧后的亞鐵水溶液，經(jīng)攪拌后通入氮?dú)獠⒃诔丨h(huán)境下繼續(xù)攪拌6小時(shí)；滴加氧化劑，常溫?cái)嚢?0分鐘后升溫至80度，繼續(xù)反應(yīng)2.5小時(shí)，制成磁性四氧化三鐵納米晶體。本發(fā)明合成的磁性Fe₃O₄納米晶體具有較窄的尺寸分布、較好的水溶性和穩(wěn)定性，綜合了超支化聚合物和磁性Fe₃O₄納米晶體的優(yōu)點(diǎn)，有利于調(diào)節(jié)Fe₃O₄納米晶體的磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)等性能。
文檔編號(hào)C01G49/02GK101654284SQ200910195129
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者古宏晨, 朱利娟, 朱新遠(yuǎn), 石云峰, 肖旺釧 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)