一种新型芯-壳结构介孔双功能复合纳米颗粒及其制备方法与流程

本发明属于复合纳米材料技术领域，具体涉及一种新型芯-壳结构介孔双功能复合纳米颗粒及其制备方法。

背景技术：

由于在肿瘤的临床治疗中，较为理想的药物载体不仅要求其自身具有良好的生物相容性和体内稳定性，而且还要实现较高的药物负载率和可控释放。而单相材料却很难满足性能的综合及多功能性的要求，疾病“诊断-治疗”一体化提高治疗效率及降低毒副作用使得集磁-微波热转换特性与介孔结构等性能于一身的多功能材料吸引了越来越多的关注。该类复合材料同时具有磁-微波热转换特性和介孔结构，可用于构建一种高效、安全的可控释放药物载体。

fe3o4纳米颗粒具有显著的表面效应、超顺磁性、生物相容性，被广泛的用于合成磁记录材料、磁流体、磁催化材料、生物医学材料和雷达吸波材料等。介孔金属硫化物材料尤受关注，其规则有序的孔道结构能增强对生物活性分子（如药物）吸附率，从而提高药物分子的载药能力。另外，介孔金属硫化物还具有一些独特的性质，如光、电、微波吸收性赋予其具有潜在的成像、靶向给药和协同药物治疗等功能。其中，zns纳米颗粒是一种典型的吸波材料，具有微波吸收性和微波-热转换特性，可迅速吸收微波，并能有效地将微波能量转化为局部热量，产生选择性和敏感性的微波-热转换效应。

目前，国内外对fe3o4@zns复合材料已经展开了一些研究工作。目前报道的有利用沉淀法将fe3o4和zns进行复合，得到fe3o4@zns复合材料，研究其磁性和发光性。采用种子生长法制得fe3o4@zns复合材料，研究其磁性和自旋电子转移性。

在这些研究中研究者利用沉淀法尽管获得了具备“芯-壳”结构的fe3o4@zns纳米颗粒并对其形貌和磁性和发光性能进行研究，结果表明fe3o4@zns纳米颗粒可用作靶向药物载体。但对工艺条件没有提出新的技术方案，也没有探索出新的形貌结构，而且尚未涉及其微波热转换特性研究，很大程度地限制了fe3o4与zns复合纳米颗粒的实际应用。

因此，如何通过简单的制备方法，制得磁性、微波热转换特性、介孔结构及“芯-壳”结构于一体的新型fe3o4@mzns纳米颗粒，以及研究其微波热转换特性是本发明所要解决的问题。

技术实现要素：

本发明目的是为了克服以上现有技术中的不足，提供一种磁性、微波热转换特性、介孔结构及芯-壳结构于一体的新型fe3o4@mzns复合纳米颗粒及其制备方法。该方法过程简单，成本低、绿色环保等优点。所制得“芯-壳”结构fe3o4@mzns纳米颗粒具有良好的磁-微波热转换特性和介孔结构，孔径约2.5nm。

其特征在于：该材料的组成为fe3o4+mzns，是通过沉淀法制备得到单分散球形的fe3o4纳米颗粒，然后结合模板法和沉淀法将介孔zns均匀包覆于fe3o4颗粒表面，制得磁-微波热转换特性和介孔结构的复合材料。构成所述复合材料的“芯”部为fe3o4，“壳”部为mzns，可表示为fe3o4@mzns。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种芯-壳结构介孔双功能复合纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：

（1）在室温下，将摩尔比=2:1的fe³⁺、fe²⁺两种盐溶液均匀混合，强烈搅拌、然后先快速滴加沉淀剂nh3·h2o至溶液变红褐色，再缓慢滴加至ph=9；

（2）将上述溶液升温至80℃温水浴加热反应30min，磁分离，沉淀用蒸馏水和乙醇洗涤5-6次，置于50°c烘箱中烘干，得到fe3o4纳米颗粒；

（3）称取0.1g的上述制备得到的fe3o4纳米颗粒和0.44gzn(ac)2加入60ml蒸馏水超声分散10-20min；

（4）将0.15gctab加入体系搅拌2h，再加入60ml含0.2g硫代乙酰胺的溶液，将体系升温至65℃，继续搅拌4h；

（5）将上述反应液磁分离，沉淀用去蒸馏水和乙醇洗涤5-6次，置于50°c烘箱中烘干6h；

（6）将上述干燥粉体在500°c，3h煅烧后，得到砖红色fe3o4@mzns复合粉体。

本发明相对于现有技术相比于，具有显著有点如下：

（1）本发明所用的原材料常见易得，产物无毒无害便于生物体内应用；

（2）本发明的制备方法简单、成本低、绿色环保；

（3）本发明制备的“芯-壳”结构fe3o4@mzns纳米颗粒具有良好的磁性、微波热转换特性和独特的介孔结构，且粒径约50nm，可以作为一种高效、安全的可控释放药物载体。

附图说明

图1为本发明新型芯-壳结构介孔双功能复合纳米颗粒制备流程示意图。

图2为本发明新型芯-壳结构介孔双功能复合纳米颗粒fe3o4和fe3o4@mzns复合粒子的相组成图。

图3为本发明新型芯-壳结构介孔双功能复合纳米颗粒fe3o4@mzns放大的tem图。

图4为本发明新型芯-壳结构介孔双功能复合纳米颗粒fe3o4和fe3o4@mzns的磁滞回线。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一种新型芯-壳结构介孔双功能复合纳米颗粒的制备方法，其是在室温下，将摩尔比=2:1的fe³⁺、fe²⁺两种盐溶液均匀混合，强烈搅拌、然后先快速滴加沉淀剂nh3·h2o至溶液变红褐色，再缓慢滴加至ph=9。将体系升温至80℃水浴加热反应30min，磁分离，沉淀用蒸馏水和乙醇洗涤5-6次，置于50°c烘箱中烘干6h，得到fe3o4纳米颗粒。

称取一定量的上述制备得到的fe3o4纳米颗粒和0.44gzn(ac)2加入60ml蒸馏水超声分散10-20min。将0.15gctab加入体系搅拌2h，再加入60ml含0.2g硫代乙酰胺的溶液，将体系升温至65℃，继续搅拌4h。然后磁分离，沉淀用去蒸馏水和乙醇洗涤多次，置于50°c烘箱中烘干，在500°c，煅烧3h后，得到砖红色fe3o4@mzns复合颗粒。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新型芯‑壳结构介孔双功能复合纳米颗粒及其制备方法。首先利用溶剂热法制备单分散球形的Fe3O4纳米颗粒；然后以CTAB为模板剂，采用沉淀包覆法和烧结模板法制得介孔ZnS包覆Fe3O4纳米颗粒的“芯‑壳”结构介孔Fe3O4@mZnS双功能复合纳米颗粒。本发明的优点在于，制备方法简单，成本低，绿色环保，首次制得的Fe3O4@mZnS“芯‑壳”结构复合颗粒具有良好的介孔结构壳层，其尺寸约为50 nm，并显示良好的磁性和吸波‑热转换特性，解决了Fe3O4@ZnS纳米颗粒用作药物载体因其结构、性能而实际应用受限的问题。

技术研发人员：彭红霞;陈卫;彭秧锡
受保护的技术使用者：彭红霞
技术研发日：2018.01.21
技术公布日：2018.05.11