CN101654284B - 磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法 - Google Patents
磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101654284B CN101654284B CN2009101951291A CN200910195129A CN101654284B CN 101654284 B CN101654284 B CN 101654284B CN 2009101951291 A CN2009101951291 A CN 2009101951291A CN 200910195129 A CN200910195129 A CN 200910195129A CN 101654284 B CN101654284 B CN 101654284B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic
- nanocrystals
- hyperbranched
- ferric oxide
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 title claims abstract description 39
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229920000587 hyperbranched polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 4
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910019931 (NH4)2Fe(SO4)2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 lithium carboxylate anions Chemical class 0.000 description 3
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- 108700005077 Viral Genes Proteins 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021506 iron(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
一种纳米磁性材料技术领域的磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法，包括：将超支化聚合物溶于去离子水中制成聚合物溶液，然后对聚合物溶液中进行搅拌后通入氮气除氧30分钟；向聚合物溶液中滴加10毫升除氧后的亚铁水溶液，经搅拌后通入氮气并在常温环境下继续搅拌6小时；滴加氧化剂，常温搅拌20分钟后升温至80度，继续反应2.5小时，制成磁性四氧化三铁纳米晶体。本发明合成的磁性Fe3O4纳米晶体具有较窄的尺寸分布、较好的水溶性和稳定性，综合了超支化聚合物和磁性Fe3O4纳米晶体的优点，有利于调节Fe3O4纳米晶体的磁学、光学和力学等性能。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种纳米磁性材料技术领域的制备方法，具体是一种磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法。
背景技术
四氧化三铁(Fe3O4)纳米晶体是一种在生物医学等领域有重大应用价值的新型磁性纳米材料，其尺寸在1-100纳米之间，一般由共沉淀法、溶剂热法或高温热分解法制备。为了增进该类材料的水溶性及生物相容性，使其在生物医学等领域得到实际应用，人们开始利用聚合物直接合成Fe3O4纳米晶体。
经对现有文献检索发现，人们普遍利用线性聚合物来制备Fe3O4纳米晶体，如George David Mendenhall等在《Journal of Colloid and Interface Chemistry》(胶体和界面化学，1996年，第184期，519-526页)报道了利用聚甲基丙烯酸制备Fe3O4磁性纳米粒子。在利用支化聚合物制备磁性Fe3O4纳米晶体方面，Olga Mykhaylyk在《Nature Protocols》(2007年，第2期，2391-2411页)报道了利用超支化聚合物和含氟羧酸锂阴离子表面活性剂组装体制备磁性Fe3O4纳米晶体。与线性聚合物相比，支化聚合物具有大量末端官能团及分子内部空腔，因此非常适用于制备纳米粒子。然而，目前利用支化聚合物制备磁性Fe3O4纳米晶体的体系比较复杂，在反应过程中需要引入碱。迄今为止，不引入碱、利用单一的超支化聚合物制备磁性Fe3O4纳米晶体的方法未见报道。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法，将超支化聚合物和二价铁离子络合，然后利用超支化聚合物自身的碱性与二价铁离子反应生成氢氧化亚铁，引入氧化剂并在一定温度下制备水溶性的磁性Fe3O4纳米晶体。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：
第一步、将超支化聚合物溶于去离子水中制成聚合物溶液，然后对聚合物溶液中进行搅拌后通入氮气除氧30分钟；
所述的超支化聚合物是指：端基为胺基的超支化聚乙烯亚胺、超支化聚酰胺-胺或超支化聚砜-胺中的一种。
所述的聚合物溶液中超支化聚合物的浓度为10～50毫克/毫升；
第二步、向聚合物溶液中滴加10毫升除氧后的亚铁水溶液，经搅拌后通入氮气并在常温环境下继续搅拌6小时；
所述的除氧后的亚铁水溶液是指浓度为0.144～0.36摩尔/升的FeSO4、FeCl2或(NH4)2Fe(SO4)2的水溶液；
第三步、滴加氧化剂，常温搅拌20分钟后升温至80度，继续反应2.5小时，制成磁性四氧化三铁纳米晶体。
所述的氧化剂是指质量百分比浓度为30％的双氧水或亚硝酸钠，该氧化剂的用量为0.05～0.125毫升。
本发明利用端基为胺基的超支化聚合物作为模板，络合亚铁离子并通过自身所具有的碱性与亚铁离子反应，最后在氧化剂的作用下得到磁性Fe3O4纳米晶体。超支化聚合物在此既作为纳米反应器合成磁性Fe3O4纳米晶体，又作为稳定剂稳定合成的磁性Fe3O4纳米晶体。使用本发明的方法合成的磁性Fe3O4纳米晶体具有较窄的尺寸分布、较好的水溶性和稳定性。采用超支化聚合物制备磁性Fe3O4纳米晶体的方法综合了超支化聚合物和磁性Fe3O4纳米晶体的优点，有利于调节Fe3O4纳米晶体的磁学、光学和力学等性能。此外，Fe3O4/超支化聚合物纳米复合物可作为非病毒性基因载体用于磁转染，其转染效率比纯聚合物有很大提高。
附图说明
图1为实施例1的X射线衍射图。
图2为实施例1-3的透射电镜图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
第一步：在100毫升的反应瓶中加入1克超支化聚乙烯亚胺(数均分子量Mn＝6×104)，加入50毫升超纯水使之溶解，搅拌，通氮气除氧30分钟。
第二步：向上述聚合物溶液中滴加10毫升含有1克FeSO4·7H2O的无氧水溶液，通氮气，常温下搅拌6小时。
第三步：滴加0.125毫升双氧水(30wt％)，常温搅拌20分钟后升温至80度，继续反应2.5小时，制成磁性四氧化三铁纳米晶体。
如图1所示，X射线衍射图可知本实施例中制备的铁氧化物以磁性Fe3O4纳米晶体为主。制备的磁性Fe3O4纳米晶体的透射电镜图如图2(a)所示。由透射电镜图可知磁性Fe3O4纳米晶体尺寸分布比较均一，直径约为3.0nm。
实施例2
第一步：在100毫升的反应瓶中加入1克超支化聚乙烯亚胺(数均分子量Mn＝1×104)，加入50毫升超纯水使之溶解，搅拌，通氮气除氧30分钟。
第二步：向上述聚合物溶液中滴加10毫升含有0.7克FeSO4·7H2O的无氧水溶液，通氮气，常温下搅拌6小时。
第三步：滴加0.09毫升双氧水(30wt％)，常温搅拌20分钟后升温至80度，继续反应2.5小时，制成磁性四氧化三铁纳米晶体。
制备的磁性Fe3O4纳米晶体的透射电镜图如图2(b)所示。由透射电镜图可知磁性Fe3O4纳米晶体尺寸分布比较均一，直径约为3.6nm。
实施例3
第一步：在100毫升的反应瓶中加入1克超支化聚砜-胺(数均分子量Mn＝3.4×104)，加入50毫升超纯水使之溶解，搅拌，通氮气除氧30分钟。
第二步：向上述聚合物溶液中滴加10毫升含有0.4克FeSO4·7H2O的除氧水溶液，通氮气，常温下搅拌6小时。
第三步：滴加0.05毫升双氧水(30wt％)，常温搅拌20分钟后升温至80度，继续反应2.5小时，制成磁性四氧化三铁纳米晶体。
制备的磁性Fe3O4纳米晶体的透射电镜图如图2(c)所示。由透射电镜图可知磁性Fe3O4纳米晶体尺寸分布比较均一，直径约为3.2nm。
Claims (4)
1.一种磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、将超支化聚合物溶于去离子水中制成聚合物溶液，然后对聚合物溶液中进行搅拌后通入氮气除氧30分钟；
第二步、向聚合物溶液中滴加10毫升除氧后的亚铁水溶液，经搅拌后通入氮气并在常温环境下继续搅拌6小时；
第三步、滴加氧化剂，常温搅拌20分钟后升温至80度，继续反应2.5小时，制成磁性四氧化三铁纳米晶体；
所述的超支化聚合物是指：端基为胺基的超支化聚乙烯亚胺、超支化聚酰胺-胺或超支化聚砜-胺中的一种。
2.根据权利要求1所述的磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法，其特征是，所述的聚合物溶液中超支化聚合物的浓度为10～50毫克/毫升。
3.根据权利要求1所述的磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法，其特征是，所述的除氧后的亚铁水溶液是指浓度为0.144～0.36摩尔/升的FeSO4、FeCl2或(NH4)2Fe(SO4)2的水溶液。
4.根据权利要求1所述的磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法，其特征是，所述的氧化剂是指质量百分比浓度为30％的双氧水或亚硝酸钠，该氧化剂的用量为0.05～0.125毫升。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101951291A CN101654284B (zh) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | 磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101951291A CN101654284B (zh) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | 磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101654284A CN101654284A (zh) | 2010-02-24 |
| CN101654284B true CN101654284B (zh) | 2010-12-08 |
Family
ID=41708779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009101951291A Expired - Fee Related CN101654284B (zh) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | 磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101654284B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101955231B (zh) * | 2010-10-20 | 2012-07-04 | 华东师范大学 | 表面修饰树枝状高分子的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法 |
| CN102344170B (zh) * | 2011-08-28 | 2013-08-07 | 山东理工大学 | 用聚酰胺-胺树形分子为模板制备水基Fe3O4磁流体的方法 |
| CN103058241B (zh) * | 2012-12-21 | 2014-05-28 | 江苏大学 | 一种纳米铝粒子的高效合成方法 |
| CN103979612B (zh) * | 2014-05-23 | 2015-12-09 | 苏州大学 | 一种制备四氧化三铁纳米粒子的方法 |
| CN111495319B (zh) * | 2020-04-24 | 2021-12-07 | 苏州诠释环保科技有限公司 | 一种超支化聚合物基磁性多孔碳吸附材料及其制法 |
| CN111689574B (zh) * | 2020-06-23 | 2022-09-02 | 南京乐透思环保科技有限公司 | 一种磁性生物载体材料的制备 |
-
2009
- 2009-09-04 CN CN2009101951291A patent/CN101654284B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| FUNCTIONAL POLYMERS》.2006,第66卷第1272-1277页. * |
| Liang Wang et al..Superparamagnetic Hyperbranched Polyglycerol-Grafted Fe3O4 Nanoparticles as a Novel Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent: An In Vitro Assessment.《Advanced Functional Materials》.2009,第19卷第2615-2622页. * |
| Shanshan Wei et al..Preparation and characterization of hyperbranched aromatic polyamides/Fe3O4 magnetic nanocomposite.《REACTIVE & FUNCTIONAL POLYMERS》.2006,第66卷第1272-1277页. |
| Shanshan Wei et al..Preparation and characterization of hyperbranched aromatic polyamides/Fe3O4 magnetic nanocomposite.《REACTIVE & * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101654284A (zh) | 2010-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101654284B (zh) | 磁性四氧化三铁纳米晶体的制备方法 | |
| Gao et al. | Biopolymer-assisted green synthesis of iron oxide nanoparticles and their magnetic properties | |
| CN103341346B (zh) | 一种锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物的制备方法 | |
| CN105969330B (zh) | 一种石墨烯纳米材料的制备方法 | |
| CN101337695B (zh) | 用微波制备粒径可调纳米四氧化三铁微球的方法 | |
| CN102397563B (zh) | 一种磁共振成像造影剂用石墨烯纳米载体的制备方法 | |
| CN102371356B (zh) | 金纳米粒子的制备方法 | |
| CN101323022B (zh) | 一种金磁核壳纳米粒子的制备方法 | |
| CN101599335B (zh) | 一种耐氧化二甲基硅油基磁性液体及其制备方法 | |
| CN105855538B (zh) | 一种纳米银包铜粉、其制备方法及应用 | |
| CN101320607A (zh) | 四氧化三铁/多壁碳纳米管磁性纳米复合材料的制备方法 | |
| Riaz et al. | Controlled nanostructuring of multiphase core-shell iron oxide nanoparticles | |
| CN111072070B (zh) | 一种高饱和磁化超顺磁多孔铁氧体微球的制备方法 | |
| CN104046353B (zh) | 用于荧光增强的组装物及其制备方法和应用 | |
| KR101480169B1 (ko) | 초고압 균질기를 이용한 단분산 산화철 나노입자의 제조방법 및 이에 따라 제조된 단분산 산화철 나노입자 | |
| CN102373343A (zh) | 小尺寸磁性二元合金纳米材料及其制备方法 | |
| CN103769583B (zh) | 石墨烯量子点修饰的金纳米颗粒的制备方法 | |
| CN103449534A (zh) | 一种以离子液体为模板剂制备磁性纳米粒子的方法 | |
| CN102557149A (zh) | 一种制备水溶性纳米四氧化三铁的方法 | |
| CN108910960A (zh) | 一种β-FeOOH纳米胶囊的制备方法 | |
| CN105536877A (zh) | 超顺磁性Fe3O4-PAMAM-ZnO/TiO2核-复合壳结构纳米颗粒的制备 | |
| CN101694795A (zh) | 一种多孔道核壳型磁金复合纳米粒子的制备方法 | |
| Zheng et al. | Controllable synthesis of monodispersed iron oxide nanoparticles by an oxidation-precipitation combined with solvothermal process | |
| US20120058053A1 (en) | Carbon nanohorn mri contrast agents | |
| CN104649261A (zh) | 一种催化还原氧化石墨烯的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101208 Termination date: 20130904 |