/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的制备方法及其应用_3

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四之一相同。
[0031]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤三中所述的惰性气体为氩气。其它与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0032]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:步骤四所述的异丙基丙烯酰胺单体与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为1: (0.1?
0.3)。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0033]【具体实施方式】八:本实施方式是一种光热材料Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的应用,光热材料Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺作为超疏材料包裹在有机液滴的表面,在激光的照射下可以操控有机液滴。
[0034]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】八不同的是:所述的有机液滴为CHCl2, 01(:13或CCl 4。其它与【具体实施方式】八相同。
[0035]采用下述试验验证本发明效果:
[0036]试验一:本试验为一种光热材料Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的制备方法,具体是按以下步骤进行的:
[0037]一、制备Fe3O4分散溶液:将Fe 304纳米颗粒在三羟甲基氨基甲烷水溶液中超声20min,得到分散溶液;所述的三羟甲基氨基甲烷水溶液的浓度为lOmmol/L ;所述的Fe3O4纳米颗粒的质量与三羟甲基氨基甲烷水溶液的体积比为lg: 10L ;
[0038]二、制备Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒:向步骤一得到的分散溶液中加入多巴胺,在搅拌速度为300r/min的条件下搅拌24h,得到Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒分散液,用磁铁将Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒吸出来,用去离子水清洗Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒4次,在室温下自然干燥,得到干净的Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒;步骤二中所述的多巴胺与步骤一所述的Fe3O4纳米颗粒的质量比为1:1 ;
[0039]三、制备Fe3O4/聚多巴胺-溴:将步骤二得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒和三乙胺依次加入到四氢呋喃中,得到混合液I,将混合液I放入冰浴中,然后缓慢将含有溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液加入到冰浴中的混合液I中,在冰浴和搅拌速度为300r/min的条件下搅拌2h,然后在温度为25°C和搅拌速度为300r/min的条件下搅拌24h,得到Fe3O4/聚多巴胺-溴分散液,用磁铁将Fe3O4/聚多巴胺-溴吸出来,分别用乙醇和去离子水各清洗2次,在室温下自然干燥,得到干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴;步骤三中所述的三乙胺的体积与步骤二所述的干净的Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒的质量比为lmL:0.04g ;步骤三中所述的四氢呋喃的体积与步骤二所述的干净的Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒的质量比为lmL:0.004g ;步骤三中所述的含有溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液含有溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液中溴代异丁酰溴的体积与步骤二所述的干净的Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒的质量比为lmL:0.04g ;步骤三中所述的含有溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液的体积与步骤二所述的干净的Fe3O4/聚多巴胺纳米颗粒的质量比为lmL:0.008g ;步骤三的整个过程都是在惰性气体的保护下完成;
[0040]四、制备Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺:将异丙基丙烯酰胺单体、去离子水和步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴依次加入到无水乙醇中,在温度为25°C和搅拌速度为300r/min的条件下搅拌30min,得到混合液II ;将溴化铜、联卩比啶、抗坏血酸和去离子水依次加入到无水乙醇中,在温度为25°C和搅拌速度为300r/min的条件下搅拌20min,得到混合液III ;将混合液II倒入混合液III,在温度为25°C和搅拌速度为300r/min的条件下搅拌24h,得到Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的分散液,用磁铁将Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺吸出来,分别用乙醇和去离子水各清洗2次,在室温下自然干燥,得到干净的Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺;步骤四所述的异丙基丙烯酰胺单体与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为1:0.08 ;步骤四所述的混合液II中去离子水的体积与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为lmL:0.02g ;步骤四所述的混合液II中无水乙醇的体积与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为ImL:0.0lg ;步骤四所述的溴化铜与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为1:40 ;步骤四所述的联吡啶与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为1:5.3 ;步骤四所述的抗坏血酸与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为1:4.7 ;步骤四所述的混合液III中去离子水的体积与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为ImL:0.02g ;步骤四所述的混合液III中无水乙醇的体积与步骤三得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺-溴的质量比为lmL:0.0lg ;步骤四的整个过程都是在惰性气体的保护下完成。
[0041]步骤一中所述的超声时的频率为400Hz ;步骤一中所述的Fe3O4纳米颗粒的粒径为300nm ;步骤三和四中所述的惰性气体为氩气。
[0042]图1为试验一步骤四得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的透射电子显微镜照片,从图1可以看出,粒径约为300nm的Fe3O4纳米颗粒表面均匀的包覆了一层30nm厚的聚多巴胺层,而在包覆层外围一些不规整的物质存在则代表聚异丙基丙烯酰胺的成功接枝,说明所制备的材料为Fe3O4与聚多巴胺和聚异丙基丙烯酰胺的复合结构。
[0043]试验二:将试验一步骤四得到的干净的Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺包裹在水下的CHCl3液滴表面,在室温下用波长为808nm的近红外激光照射包裹Fe 304/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的CHCl3液滴。
[0044]图2为试验二的实物照片,其中I为包裹Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的CHCl3液滴,2为温度显示器,从图2中可以看出CHCl 3液滴表面被黑色的纳米颗粒均匀的覆盖,可以发现CHCl3液滴的顶端有向上凸起的泡状结构,这是由于Fe 304/聚多巴胺具有光热特性,吸收近红外光后,在局部产生很高的热量,使得温度达到01(:13沸点以上,因此在包裹的液滴内产生气体。另外,由于高分子聚合物聚异丙基丙烯酰胺具有温度响应特性,且本身是水凝胶状态,当温度升高至33°c以上时,由于分子链由原来的伸展态转变为收缩态,同时也会将水凝胶内部的气体挤出,因此加快了液滴内气体的产生,这些气体汇集在液滴的顶端,当积累到一定程度使气泡产生的浮力大于液滴本身的重力后,大约15min后液滴开始随着激光的运动而向上输运。
[0045]图3为试验二的实物照片,其中I为包裹Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的CHCl3液滴,2为温度显示器,包裹Fe 304/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的CHCl3液滴在向上输运过程中,随着激光的静止而悬浮在水中某个位置;
[0046]图4为试验二的实物照片,其中I为包裹Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的CHCl3液滴,2为温度显示器,从图4可以看出在激光的照射下,如果激光继续向上移动,发现CHCV液滴最后上升至液面,并且可以稳定的存在于水面,这种稳定在水面下方的液滴可以在磁场的作用下将表面包覆的纳米颗粒部分打开,露出内部的液滴,从而进行液滴内部化学反应及成分分析实验。
[0047]当包裹Fe3O4/聚多巴胺/聚异丙基丙烯酰胺的CHCV液滴在随着激光向水上运动的过程中,如果关掉激光,使液滴重新掉落回水下;另外,还可以使液滴实现从水下至液面处无损失输运4次;同时还可以使液滴从水下输运至液面处稳定12
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