CN102500294B - 一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法 - Google Patents
一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102500294B CN102500294B CN201110327986.XA CN201110327986A CN102500294B CN 102500294 B CN102500294 B CN 102500294B CN 201110327986 A CN201110327986 A CN 201110327986A CN 102500294 B CN102500294 B CN 102500294B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- particles
- solution
- ferrite nano
- chitosan
- preparation
- 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
Images
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法,涉及一种纳米粒子。提供一种颗粒尺寸达纳米级、具有优越磁性能,且表面功能基团丰富的球状壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法。分别配置水溶性氯化铁溶液、氯化锰溶液和氢氧化钠溶液,将氯化铁溶液与氯化锰溶液混合,再加入氢氧化钠溶液,加热,将所得产物干燥,即得铁酸锰纳米粒子;将铁酸锰纳米粒子加入溶有司班-80的甲苯溶液,超声,得磁性细乳液;将壳聚糖醋酸溶液加入所得磁性细乳液中,再加入戊二醛反应,将所得产物进行分离、洗涤和干燥,即得壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子。具有颗粒尺寸小、具超顺磁性、表面功能基团丰富等优点,而且该方法条件温和,工艺简单,无需设置还原性气氛。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米粒子,尤其是涉及一种粒径均匀、具超顺磁性且表面功能基团丰富的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法。
背景技术
由于无机磁性纳米粒子的磁响应性和有机聚合物的多功能团特征,无机磁性纳米粒子与有机聚合物的复合物在生物医药、环境保护等领域有着广阔的应用前景。相关文献(1、J.Song,H.Kong,J.Jang.J.Colloid Interface Sci.2011,359:505-511;2、L.M.Zhou,Y.P.Wang,Z.R.Liu,Q.W.Huang.Acta Phys.Chim.Sin.2006,22:1342-1346;3、李保强,王永亮,周玉.壳聚糖水凝胶诱导原位合成超顺磁性纳米四氧化三铁颗粒[P].公开号:CN101113022A)报道了γ-Fe2O3磁性颗粒和Fe3O4磁性颗粒与有机聚合物的复合材料。由于相对于γ-Fe2O3磁性颗粒和Fe3O4磁性颗粒,铁酸锰纳米粒子具有更好的热稳定性和磁性能,因此铁酸锰纳米粒子与有机聚合物的复合材料的制备及相关性能和应用的研究将具有良好的实际意义。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种颗粒尺寸达纳米级、具有优越磁性能,且表面功能基团丰富的球状壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法。
本发明包括以下步骤:
1)分别配置水溶性氯化铁溶液、氯化锰溶液和氢氧化钠溶液,将氯化铁溶液与氯化锰溶液混合,再加入氢氧化钠溶液,加热,将所得产物干燥,即得铁酸锰纳米粒子;
2)将铁酸锰纳米粒子加入溶有司班-80的甲苯溶液,超声,得磁性细乳液;
3)将壳聚糖醋酸溶液加入所得磁性细乳液中,再加入戊二醛反应,将所得产物进行分离、洗涤和干燥,即得壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子。
在步骤1)中,所述氯化铁溶液的摩尔浓度可为0.1~0.2M,氯化锰溶液的摩尔浓度可为0.1~0.2M,氢氧化钠溶液的摩尔浓度可为2M;所述氯化铁溶液、氯化锰溶液和氢氧化钠溶液中Fe3+∶Mn2+∶Na+的摩尔比可为2∶1∶1;所述加热的温度可为80~100℃,加热的时间可为1~2h;所述干燥的温度可为70℃,干燥的时间可为5h。
在步骤2)中,所述司班-80在甲苯溶液中的体积比可为(1.5~2)∶100,铁酸锰纳米粒子在溶有司班-80的甲苯溶液中的含量可为0.8~1.0g/L;所述超声的时间可为30min。
在步骤3)中,所述壳聚糖醋酸溶液中壳聚糖的含量可为15~20g/L;所述壳聚糖醋酸溶液中的醋酸溶液的冰醋酸与去离子水的体积比可为2∶100;所述壳聚糖醋酸溶液与磁性细乳液的体积比可为(8~10)∶100,戊二醛与磁性细乳液的体积比可为(1~2)∶100;所述反应的时间可为6~8h,所述洗涤,可分别用乙醇、丙酮洗涤2~3次;所述干燥的温度可为60℃,干燥的时间可为6h。
本发明首先通过化学共沉淀法合成出亲水性的铁酸锰纳米粒子,然后将亲水性的铁酸锰纳米粒子放入甲苯油相中,再加入亲水性的壳聚糖醋酸溶液,通过微乳液法形成W/O分散体系,形成壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子。本发明所制得的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子具有颗粒尺寸小、具超顺磁性、表面功能基团丰富等优点,而且该方法条件温和,工艺简单,无需设置还原性气氛。
附图说明
图1为实施例1制备的铁酸锰纳米粒子的X射线衍射谱图。在图1中,横坐标为衍射角2θ(deg.),纵坐标为衍射强度Intensity(a.u.);从左至右,衍射峰依次对应111,220,311,400,,422,511,440晶面。
图2为实施例1制备的铁酸锰纳米粒子的磁滞回线图。在图2中,横坐标为外加磁场强度H(Oe),纵坐标为磁化强度M(emu/g),测试温度为300K。
图3为实施例1制备的铁酸锰纳米粒子的透射电镜图片。在图3中,(a)标尺为200nm,(b)标尺为5nm,晶格间距d为0.492nm。
图4为实施例1制备的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的X射线能谱图。在图1中,横坐标为能量(keV),纵坐标为相对X-光子计数。
图5为实施例1制备的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的磁滞回线图。在图5中,横坐标为外加磁场强度H(Oe),纵坐标为磁化强度M(emu/g),测试温度为300K。
图6为实施例1制备的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的透射电镜图片。在图6中,标尺为200nm。
具体实施方式
实施例1
(1)配置0.2M的氯化铁溶液、0.2M的氯化锰溶液和2M的氢氧化钠溶液。将30ml氯化铁溶液和15ml氯化锰溶液混合,搅拌加热,温度达到50℃时加入15ml氢氧化钠溶液,继续搅拌加热,直至温度达到80℃,在该温度下持续搅拌反应2h,得棕黑色溶液,棕黑色溶液在70℃下干燥5h,得铁酸锰纳米粒子。
(2)将1.5ml司班-80和80mg铁酸锰纳米粒子加入100ml甲苯溶液中,超声30min,形成磁性细乳液。
(3)将1ml冰醋酸加入50ml去离子水,搅拌均匀,加入0.8g壳聚糖,搅拌20min,得壳聚糖醋酸溶液。
(4)将8ml壳聚糖醋酸溶液加入(2)中所述的磁性细乳液,再加入1ml戊二醛溶液,在室温下搅拌反应6h。
(5)反应结束后,将沉淀物离心分离,并用乙醇和丙酮分别洗涤2~3次。将所得产物置于60℃干燥6h,即得壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子。
图1为实施例1条件下制备的产物的X射线衍射谱图。将谱图中主要衍射峰所对应的晶面和衍射峰相对强度与PDF卡片73-1964号一一对比,可确定该物质为铁酸锰。
图2为实施例1条件下制备的产物的磁滞回线图。由图可见制备的铁酸锰的饱和磁化强度为45emu/g,矫顽力为0Oe,具有超顺磁性。
图3为实施例1制备的铁酸锰的透射电镜图片。由图可见制备的铁酸锰颗粒约为20nm~30nm。高分辨像观察到的间隔间距为0.492nm,对应于铁酸锰颗粒的111晶面。
图4为实施例1制备的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的X射线能谱图。由于可见制备的壳聚糖铁酸锰纳米粒子由C、Fe、Mn、O元素构成(Cu为承载样品的铜网所含元素)。
图5为实施例1制备的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的磁滞回线图。由图可见制备的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的饱和磁化强度为30emu/g,矫顽力为0Oe,具有超顺磁性。
图6为实施例1制备的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的透射电镜图片。由图可见制备的壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子为球状聚集体,直径约为300nm。
实施例2
(1)配置0.1M的氯化铁溶液、0.1M的氯化锰溶液和2M的氢氧化钠溶液。将60ml氯化铁溶液和30ml氯化锰溶液混合,搅拌加热,温度达到50℃时加入15ml氢氧化钠溶液,继续搅拌加热,直至温度达到100℃,在该温度下持续搅拌反应1h,得棕黑色溶液,棕黑色溶液在70℃下干燥5h,得铁酸锰纳米粒子。
(2)同实施例1。
(3)同实施例1。
(4)同实施例1。
(5)同实施例1。
实施例3
(1)同实施例1。
(2)1.8ml司班-80和90mg铁酸锰纳米粒子加入100ml甲苯溶液中,超声30min,形成磁性细乳液。
(3)将1ml冰醋酸加入50ml去离子水,搅拌均匀,加入0.9g壳聚糖,搅拌20min,得壳聚糖醋酸溶液。
(4)将9ml壳聚糖醋酸溶液加入(2)中所述的磁性细乳液,再加入1.5ml戊二醛溶液,在室温下搅拌反应7h。
(5)同实施例1。
实施例4
(1)同实施例1。
(2)2.0ml司班-80和100mg铁酸锰纳米粒子加入100ml甲苯溶液中,超声30min,形成磁性细乳液。
(3)将1ml冰醋酸加入50ml去离子水,搅拌均匀,加入1.0g壳聚糖,搅拌20min,得壳聚糖醋酸溶液。
(4)将10ml壳聚糖醋酸溶液加入(2)中所述的磁性细乳液,再加入2ml戊二醛溶液,在室温下搅拌反应8h。
(5)同实施例1。
Claims (5)
1.一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1)分别配置水溶性氯化铁溶液、氯化锰溶液和氢氧化钠溶液,将氯化铁溶液与氯化锰溶液混合,再加入氢氧化钠溶液,加热,将所得产物干燥,即得铁酸锰纳米粒子;所述氯化铁溶液的摩尔浓度为0.1~0.2M,氯化锰溶液的摩尔浓度为0.1~0.2M,氢氧化钠溶液的摩尔浓度为2M;所述氯化铁溶液、氯化锰溶液和氢氧化钠溶液中Fe3+:Mn2+:Na+的摩尔比为2:1:1;
2)将铁酸锰纳米粒子加入溶有司班-80的甲苯溶液,超声,得磁性细乳液;所述司班-80在甲苯溶液中的体积比为1.5~2:100,铁酸锰纳米粒子在溶有司班-80的甲苯溶液中的含量为0.8~1.0g/L;
3)将壳聚糖醋酸溶液加入所得磁性细乳液中,再加入戊二醛反应,将所得产物进行分离、洗涤和干燥,即得壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子;所述壳聚糖醋酸溶液中壳聚糖的含量为15~20g/L;所述壳聚糖醋酸溶液中的醋酸溶液的冰醋酸与去离子水的体积比为2:100;所述壳聚糖醋酸溶液与磁性细乳液的体积比为(8~10):100,戊二醛与磁性细乳液的体积比为(1~2):100。
2.如权利要求1所述的一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法,其特征在于在步骤1)中,所述加热的温度为80~100℃,加热的时间为1~2h。
3.如权利要求1所述的一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法,其特征在于在步骤1)中,所述干燥的温度为70℃,干燥的时间为5h。
4.如权利要求1所述的一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法,其特征在于在步骤2)中,所述超声的时间为30min。
5.如权利要求1所述的一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法,其特征在于在步骤3)中,所述反应的时间为6~8h,所述洗涤,是分别用乙醇、丙酮洗涤2~3次;所述干燥的温度为60℃,干燥的时间为6h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110327986.XA CN102500294B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110327986.XA CN102500294B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102500294A CN102500294A (zh) | 2012-06-20 |
CN102500294B true CN102500294B (zh) | 2014-03-26 |
Family
ID=46212461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110327986.XA Expired - Fee Related CN102500294B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102500294B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107999031A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-08 | 安徽工程大学 | 一种原水除锰剂及其在净水中的应用 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102863655B (zh) * | 2012-09-24 | 2015-03-25 | 厦门大学 | 一种链球状磁性壳聚糖/醋酸纤维素及其制备方法 |
CN103804955A (zh) * | 2014-02-11 | 2014-05-21 | 东华大学 | 一种悬浮聚合法制备立方晶型铁酸锰复合微球的方法 |
CN106176676B (zh) * | 2016-07-27 | 2019-06-04 | 常州大学 | 一种脂溶性药物纳米缓释胶囊的制备方法 |
CN106315683A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 武汉科技大学 | 一种以废锌锰干电池为锰源制备铁酸锰的方法 |
CN111848983A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-30 | 武汉工程大学 | 一种多功能聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe2SO4复合水凝胶的制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101492287A (zh) * | 2009-03-10 | 2009-07-29 | 厦门大学 | 一种超顺磁性纳米粒子及其制备方法 |
CN102194562A (zh) * | 2010-02-09 | 2011-09-21 | 日立麦克赛尔株式会社 | 生物用磁性球的制造方法以及磁性球和磁性物 |
-
2011
- 2011-10-25 CN CN201110327986.XA patent/CN102500294B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101492287A (zh) * | 2009-03-10 | 2009-07-29 | 厦门大学 | 一种超顺磁性纳米粒子及其制备方法 |
CN102194562A (zh) * | 2010-02-09 | 2011-09-21 | 日立麦克赛尔株式会社 | 生物用磁性球的制造方法以及磁性球和磁性物 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
刘真等.磁性壳聚糖微球的制备及对乳酸氧化酶的固定化研究.《现代化工》.2007,第27卷310-313. * |
姜炜等.磁性γ-Fe_2O_3/壳聚糖复合微球的制备及性能.《南京理工大学学报(自然科学版)》.2006,第30卷(第06期),770-773. * |
谢宇等.磁性壳聚糖复合微球的制备及表征.《机械工程材料》.2009,第33卷(第12期),59-61. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107999031A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-08 | 安徽工程大学 | 一种原水除锰剂及其在净水中的应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102500294A (zh) | 2012-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102500294B (zh) | 一种壳聚糖包覆铁酸锰纳米粒子的制备方法 | |
Li et al. | Preparation of core‐shell magnetic molecularly imprinted polymer nanoparticles for recognition of bovine hemoglobin | |
Wang et al. | Synthesis and characterization of a novel magnetic carrier with its composition of Fe3O4/carbon using hydrothermal reaction | |
CN102258978B (zh) | 纳米Fe3O4包覆凹凸棒土磁性复合吸附剂的制备方法 | |
CN105771908B (zh) | 一种用于重金属吸附的磁性二氧化硅核壳复合材料及其制备方法 | |
Shi et al. | Preparation and characterization of core-shell structure Fe3O4@ C magnetic nanoparticles | |
CN103469290B (zh) | 一种合成超顺磁性Fe3O4纳米晶的方法 | |
Azimi et al. | A magnetized nanoparticle based solid-phase extraction procedure followed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry to determine arsenic, lead and cadmium in water, milk, Indian rice and red tea | |
CN106323935B (zh) | 一种核-壳-卫星三维结构的磁性复合sers基底及其制备方法 | |
Liu et al. | Morphology and magnetic properties of α-Fe2O3 particles prepared by octadecylamine-assisted hydrothermal method | |
CN100344708C (zh) | 一种三氧化二铁修饰的碳纳米管磁性复合材料的制备方法 | |
Chen et al. | One-pot template-free synthesis of water-dispersive Fe 3 O 4@ C nanoparticles for adsorption of bovine serum albumin | |
CN1966459B (zh) | 一种超顺磁锌铁氧体纳米材料及其制备方法 | |
CN104445438A (zh) | 一种超顺磁四氧化三铁复合磁性介孔材料的制备方法 | |
He et al. | Synthesis and antibacterial activity of magnetic MnFe2O4/Ag composite particles | |
Wang et al. | Synthesis of hierarchical nickel anchored on Fe 3 O 4@ SiO 2 and its successful utilization to remove the abundant proteins (BHb) in bovine blood | |
Wei et al. | Formation and transformation of iron oxide–kaolinite associations in the presence of iron (II) | |
Ma et al. | A superparamagnetic ZnFe2O4@ NH2-SiO2@ PMDI@ dithizone microspheres as an effective selective adsorbent for Pb2+ from wastewater | |
Monsef Khoshhesab et al. | Magnetic solid-phase extraction to preconcentrate trace amounts of gold (III) using nickel ferrite magnetic nanoparticles | |
CN105148837A (zh) | 一种以碳纳米管为芯、四氧化三铁为壳的复合材料及其制备方法 | |
CN102921960A (zh) | 一种磁性钴纳米材料的制备方法 | |
Gabal et al. | MWCNTs decorated Mn0. 8Zn0. 2Fe2O4: Synthesis, characterization and compositional effect on the structural and magnetic properties | |
CN111437797A (zh) | 一种离子液体包覆的氨基硅烷化磁性氧化石墨烯复合材料制备及其在重金属中应用 | |
CN105129862A (zh) | 一种米粒状纳米磁性铁氧化物的制备方法与应用 | |
Okada et al. | Synthesis of submicron plate-like hematite without organic additives and reduction to plate-like α-Fe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140326 Termination date: 20191025 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |