一种双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，该方法以可溶性铁盐、可溶性亚铁盐和硬脂酸为原料，通入氮气进行气氛保护与搅拌，在水浴条件下制备出单层修饰的纳米四氧化三铁；然后以山梨醇或十六烷基三甲基溴化铵等为原料，在超声处理条件下，制得双层修饰的纳米四氧化三铁磁流体；本发明工艺简单，便于操作，所得产品可控性强，具有超顺磁性，可用于磁热疗，磁分离，靶向药物治疗以及生物工程材料等领域。
【专利说明】一种双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，属于靶向药物治疗和生物工程材料等领域。
【背景技术】
[0002]近年来，纳米四氧化三铁由于其合成形貌与尺寸可控，因而在很多领域受到广泛关注，直径在几个至几十个纳米的四氧化三铁与块体磁性材料不同，表现为超顺磁性:即在磁场中有较强磁性，没有磁场时磁性很快消失，且有动物实验证明了纳米四氧化三铁生物相容性较好，能随体液代谢排出体外，应用于药物释放以及多功能磁性复合微球的制备及功能化过程有着显著影响。
[0003]通常单层修饰的四氧化三铁溶液沉淀，其悬浮分散性能不好，对一些靶向载药材料的合成非常不利，而经过双层修饰的纳米四氧化三铁，能保证在水溶液中至少15天不沉降，悬浮分散性能极佳，有利于许多四氧化三铁复合材料的合成，为材料的均一性提供了保证。
【发明内容】
[0004]本分发明公开一种双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)按蒸馏水与无水乙醇的体积比为5:f 3:1的比例将蒸馏水与无水乙醇加入反应容器中，将反应容器置于温度为4(T90°C的水浴锅中，然后通氮气脱氧15~30min得到混合液A ；
(2)依次将可溶性铁盐、可溶性亚铁盐加入混合液A中，在氮气保护下，搅拌至铁盐和亚铁盐完全溶解得到混合液B，在混合液B中铁盐离子和亚铁离子的摩尔比为
1.8:1 ~2.2:1 ；
(3)称取内层修饰剂硬脂酸加入混合液B，水浴加热，其中水浴温度为4(T90°C，然后往混合液B中加入酸碱度调节剂，使溶液的PH为8.5~10.5，通入氮气反应2(Tl20min，得到单层修饰的纳米四氧化三铁，洗涤21次待用，其中硬脂酸与铁离子的摩尔比1:2~1:6 ;
(4)按0.5g/L的比例称取外层修饰剂超声溶于蒸馏水中，按体积比为:1: 2~1:8将上述单层修饰四氧化三铁加入外层修饰剂中，超声处理5~15分钟，得到双层修饰纳米四氧化三铁磁流体，其中外层修饰剂与铁离子的摩尔比1:1飞:I。
[0005]本发明所述酸碱度调节剂为:氨水、水合肼、四甲基氢氧化铵和氢氧化钠中的一种。
[0006]本发明所述外层修饰剂为山梨醇、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇中的一种。
[0007]本发明的有益效果为:
(I)本发明所述方法工艺简单、操作简便、成本低廉、双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的产率高，所得产品磁性能优良，分散与悬浮性能良好；(2)本发明所述方法制备得到的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体磁性能优良，表现出超顺磁性，均匀性较好；
(3)本发明所述方法制得的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体生物相容性和活性良好，可作为靶向药物的载体，广泛运用于生物工程材料等相关领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备工艺流程图；
图2为双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的XRD图谱；
图3为双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的磁滞回线。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
[0010]实施例1
本实施例所述双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，如图1所示，具体包括如下步骤:
(1)量取80毫升蒸馏水 与60毫升无水乙醇加入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于温度为60°C的水浴锅中，然后通氮气脱氧15min得到混合液A ;
(2)依次称取4.3246六水三氯化铁、1.5905克四水氯化亚铁加入混合液A中，在氮气保护下，搅拌至硫酸铁和硫酸亚铁完全溶解得到混合液B ；
(3)称取0.5克内层修饰剂硬脂酸加入混合液B，调节水浴温度为85°C，然后往混合液B中加入30毫升水合肼，使溶液的PH为8.5，通入氮气反应25分钟，得到单层修饰的纳米四氧化三铁，洗涤三次待用；
(4)12.0克山梨醇超声溶解于装有500毫升蒸馏水的烧杯中，量取100毫升上述单层修饰四氧化三铁加入山梨醇溶液中，超声处理10分钟，得到双层修饰纳米四氧化三铁磁流体。
[0011]本实施例制备的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体，主晶相为四氧化三铁如图2所示，在XRD中也出现了高分子的特征峰，说明高分子已经修饰在四氧化三铁表面，同时，所制备的四氧化三铁表现为超顺磁性如图3所示，四氧化三铁在30纳米以下。
[0012]实施例2
本实施例所述双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，如图1所示，具体包括如下步骤:
(1)量取90毫升蒸馏水与30毫升无水乙醇加入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于温度为50°C的水浴锅中，然后通氮气脱氧ISmin得到混合液A ;
(2)依次称取6.08克硫酸铁、2.2242克硫酸亚铁加入混合液A中，在氮气保护下，搅拌至硫酸铁和硫酸亚铁完全溶解得到混合液B ;
(3)称取1.7克内层修饰剂硬脂酸加入混合液B，调节水浴温度为90°C，然后往混合液B中加入30毫升水合肼，使溶液的PH为8.7，通入氮气反应40分钟，得到单层修饰的纳米四氧化三铁，洗涤三次待用；(4)称取4.3723克十六烷基三甲基溴化铵超声溶于300毫升蒸馏水的烧杯中，量取100毫升上述单层修饰四氧化三铁加入十六烷基三甲基溴化铵溶液中，超声处理8分钟，得到双层修饰纳米四氧化三铁磁流体。
[0013]本实施例制备的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体主晶相为四氧化三铁，而且其分散悬浮性能好，至少保证在水溶液中25天不沉降，双层修饰纳米四氧化三铁磁流体表现为超顺磁性。
[0014]实施例3 本实施例所述双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，如图1所示，具体包括如下步骤:
(1)量取80毫升蒸馏水与20毫升无水乙醇加入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于温度为60°C的水浴锅中，然后通氮气脱氧22分钟得到混合液A ;
(2)依次称取4.3246克氯化铁、2.2242克硫酸亚铁加入混合液A中，在氮气保护下，搅拌至氯化铁和硫酸亚铁完全溶解得到混合液B ;
(3)称取1.4克内层修饰剂硬脂酸加入混合液B，调节水浴温度为80°C，然后往混合液B中加入28毫升四甲基氢氧化铵，使溶液的PH为9.0，通入氮气反应60min，得到单层修饰的纳米四氧化三铁，洗涤三次待用；
(4)称取10克聚乙二醇超声溶于400毫升蒸馏水的烧杯中，量取100毫升上述单层修饰四氧化三铁溶液加入聚乙二醇溶液中，超声处理10分钟，得到双层修饰纳米四氧化三铁磁流体。
[0015]本实施例制备的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体主晶相为四氧化三铁，分散悬浮性能好，保证在水溶液中15天不沉降，双层修饰纳米四氧化三铁磁流体为超顺磁性。
[0016]实施例4
本实施例所述双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，如图1所示，具体包括如下步骤:
(1)量取90毫升蒸馏水和20毫升无水乙醇加入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于温度为60°C的水浴锅中，然后通氮气脱氧30分钟得到混合液A ;
(2)依次称取6.38克硫酸铁和2.3432克氯化亚铁加入混合液A中，在氮气保护下，搅拌至硫酸铁和氯化亚铁完全溶解得到混合液B ；
(3)称取1.5克内层修饰剂硬脂酸加入混合液B，调节水浴温度为86°C，然后往混合液B中加入40毫升氢氧化钠溶液，使溶液的PH为10.5，通入氮气反应120分钟，得到单层修饰的纳米四氧化三铁，洗涤三次待用；
(4)称取11克山梨醇超声溶于装有500毫升蒸馏水的烧杯中，量取100毫升上述单层修饰四氧化三铁加山梨醇溶液中，超声处理15分钟，得到双层修饰纳米四氧化三铁磁流体。
[0017]本实施例制备的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体主晶相为四氧化三铁，分散悬浮性能好，保证在水溶液中17天不沉降，双层修饰纳米四氧化三铁磁流体为超顺磁性。
[0018]实施例5
本实施例所述双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，如图1所示，具体包括如下步骤:(1)量取蒸馏水100毫升与20毫升无水乙醇加入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于温度为40°C的水浴锅中，然后通氮气脱氧15分钟得到混合液A ;
(2)依次将称取研磨过后的六水合氯化铁3.8921克、四水合氯化亚铁1.5905克加入混合液A中，在氮气保护下，搅拌至氯化铁和氯化亚铁完全溶解得到混合液B ;
(3)称取3.4137克内层修饰剂硬脂酸加入混合液B，调节水浴温度为78°C，然后往混合液B中加入40毫升氨水，使溶液的PH为8.5，通入氮气反应20分钟，得到单层修饰的纳米四氧化三铁，洗涤三次待用；
(4)称取5克山梨醇超声溶于装有200毫升蒸馏水的烧杯中，量取100毫升上述单层修饰四氧化三铁加入山梨醇中，超声处理5分钟，得到双层修饰纳米四氧化三铁磁流体。
[0019]所制备的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体主晶向为四氧化三铁，纯度很高，同时其分散悬浮性能很好，保证20天不沉降`，材料易变现为超顺磁性，无剩磁，无磁滞。
【权利要求】
1.一种双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)按蒸馏水与无水乙醇的体积比为5:f 3:1的比例将蒸馏水与无水乙醇加入反应容器中，将反应容器置于温度为4(T90°C的水浴锅中，然后通氮气脱氧15~30min得到混合液A ； (2)依次将可溶性铁盐、可溶性亚铁盐加入混合液A中，在氮气保护下，搅拌至铁盐和亚铁盐完全溶解得到混合液B，在混合液B中铁盐离子和亚铁离子的摩尔比为1.8:1 ~2.2:1 ； (3)称取内层修饰剂硬脂酸加入混合液B，水浴加热，其中水浴温度为4(T90°C，然后往混合液B中加入酸碱度调节剂，使溶液的PH为8.5~10.5，在氮气保护下反应2(Tl20min，得到单层修饰的纳米四氧化三铁，洗涤1~4次待用，其中硬脂酸与铁离子的摩尔比1:2~1:6 ; (4)按0.5g/L的比例称取外层修饰剂超声溶于蒸馏水中，按体积比为1:2~1:8将上述单层修饰四氧化三铁加入外层修饰剂中，超声处理5~15分钟，得到双层修饰纳米四氧化三铁磁流体，其中外层修饰剂与铁离子的摩尔比1:1飞:I。
2.根据权利要求1所述的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，其特征在于所述酸碱度调节剂为氨水、水合肼、四甲基氢氧化铵和氢氧化钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的双层修饰纳米四氧化三铁磁流体的制备方法，其特征在于所述外层修饰剂为山梨醇、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇中的一种。
【文档编号】C01G49/08GK103553145SQ201310526805
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】陈庆华, 王端诚, 颜廷亭 申请人:昆明理工大学