CN111234212A - 一种聚多巴胺纳米管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚多巴胺纳米管的制备方法，属于功能材料技术领域。本发明制备方法以盐酸多巴胺为原料，在碱性环境中，加入少量的含铁金属盐，通过盐酸多巴胺的自由基聚合，得到聚多巴胺纳米管。利用本发明的方法制备的聚多巴胺纳米管具有管长与管径可调控的特征。纳米管的长度为100‑2500纳米，管径为50‑100纳米。制备聚多巴胺纳米管的方法简单、以简单的水/醇体系为反应溶剂，实现了环保的要求。本发明方法制备的纳米管的生物相容性好，具有很好的医学应用前景。本发明制备方法弥补了这一研究领域的不足，并极大的推动了聚多巴胺材料在化学化工、材料科学、生物医药及机械工程等领域的发展。

Description

一种聚多巴胺纳米管的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚多巴胺纳米管的制备方法，属于功能材料技术领域。
背景技术
聚多巴胺由于具有特殊的光学，电学和生物相容性等特点，近年来，聚多巴胺的研究已经成为了化学，材料学及生物医药等诸多学科的研究热点。在目前的研究中，聚多巴胺被广泛的作为生物医药，能源环境，催化，机械摩擦等诸多领域。就目前而言，广大科研工作者开发了聚多巴胺纳米球或者聚多巴胺薄膜制备的方法。然而，关于聚多巴胺材料的新型形貌结构，特别是聚多巴胺纳米棒的制备方法还未见报道。
聚多巴胺作为一种具有十分重大意义的材料，开发新型的方法，用于制备聚多巴纳米管，将弥补这一研究领域的不足并极大的推动聚多巴胺材料在化学化工，材料科学，生物医药及机械工程等领域的发展。
发明内容
本发明的目的是提出一种制备聚多巴胺纳米管的制备方法，通过多巴胺在碱性条件下的聚合，加入铁离子，生成具有长度和管径可调控的聚多巴胺纳米管。
本发明提出的聚多巴胺纳米管的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水、无水低碳醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的质量比为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:(3～8):(0.025～0.1)，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至40～80℃，搅拌15～20min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：2.0～4.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入金属铁盐，加入的金属铁盐的质量体积比为：0.0002～0.001g/L，反应温度为40～80℃，反应时间2～36小时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。
上述制备方法中，所述的低碳醇可以为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇或者正丁醇。
上述制备方法中，所述的金属铁盐可以为六水合氯化铁、氯化亚铁、或者硫酸亚铁。
本发明方法制备的纳米管的长度可以为100-2500纳米，管径为50-100纳米。
本发明提出的聚多巴胺纳米管的制备方法，其优点是：
本发明制备方法以盐酸多巴胺为原料，在碱性环境中，加入少量的含铁金属盐，通过盐酸多巴胺的自由基聚合，得到聚多巴胺纳米管。利用本发明的方法制备的聚多巴胺纳米管具有管长与管径可调控的特征。纳米管的长度为100-2500纳米，管径为50-100纳米。制备聚多巴胺纳米管的方法简单、以简单的水/醇体系为反应溶剂，实现了环保的要求。所制备的纳米管的生物相容性好，具有很好的医学应用前景。本发明制备方法弥补了这一研究领域的不足，并极大的推动了聚多巴胺材料在化学化工、材料科学、生物医药及机械工程等领域的发展。
附图说明
图1所示为本发明实施例3制备的聚多巴胺纳米管的扫描电镜图。
具体实施方式
本发明提出的聚多巴胺纳米管的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水、无水低碳醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的质量比为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:(3～8):(0.025～0.1)，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至40～80℃，搅拌15～20min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：2.0～4.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入金属铁盐，加入的金属铁盐的质量体积比为：0.0002～0.001g/L，反应温度为40～80℃，反应时间2～36小时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。
上述制备方法中，所述的低碳醇可以为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇或者正丁醇。
上述制备方法中，所述的金属铁盐可以为六水合氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁或者。
本发明方法制备的纳米管的长度可以为100-2500纳米，管径为50-100纳米。
以下介绍本发明方法的实施例：
实施例1：
(1)将水、甲醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的比例为：水:甲醇:浓氨水＝1:3:0.025，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至40℃，搅拌1min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：2.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入六水合氯化铁溶液，使得铁盐的质量体积比为：0.0002g/L，反应温度为40℃，反应时间2小时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。
实施例2：
(1)将水、乙醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的比例为：水:乙醇:浓氨水＝1:8:0.025，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至50℃，搅拌15min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：2.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入氯化亚铁，加入的金属铁盐的质量体积比为：0.0002g/L，反应温度为40℃，反应时间12时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。
实施例3：
(1)将水、丙醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的比例为：水:丙醇:浓氨水＝1:8:0.025，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至60℃，搅拌20min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：3.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入六水合氯化铁，加入的金属铁盐的质量体积比为：0.0002g/L，反应温度为60℃，反应时间12小时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。本实施例制备的聚多巴胺纳米管的扫描电镜图如图1所示，通过扫描电子显微镜表征，结果表明，本实施例所制备的材料的结构为管状，其中，管的长度为大约1500纳米，管径大约为80纳米。
实施例4：
(1)将水、乙二醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的比例为：水:乙二醇:浓氨水＝1:8:0.050，混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至60℃，搅拌20min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：2.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入硫酸亚铁，加入的金属铁盐的质量体积比为：0.0002～0.001g/L，反应温度为60℃，反应时间24小时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。
实施例5：
(1)将水、正丁醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的比例为：水:正丁醇:浓氨水＝1:8:0.1，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至60℃，搅拌20min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：3.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入硫酸亚铁，加入的金属铁盐的质量体积比为：0.0002g/L，反应温度为60℃，反应时间12小时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。
实施例6：
(1)将水、乙醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的比例为：水:乙醇:浓氨水＝1:8:0.1，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至80℃，搅拌20min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：4.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入六水合氯化铁，加入的金属铁盐的质量体积比为：0.001g/L，反应温度为80℃，反应时间36小时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。

Claims (4)

1.一种聚多巴胺纳米管的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
(1)将水、无水低碳醇和质量百分比浓度为25％的浓氨水相互混合，该混合溶液的混合的质量比为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:(3～8):(0.025～0.1)，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为800r/分钟，加热至40～80℃，搅拌15～20min，得到第一溶液；
(2)在第一溶液中加入盐酸多巴胺，加入的盐酸多巴胺的质量体积比为：2.0～4.0mg/L，得到第二溶液；
(3)在第二溶液中加入金属铁盐，加入的金属铁盐的质量体积比为：0.0002～0.001g/L，反应温度为40～80℃，反应时间2～36小时，得到第三反应液；
(4)对第三反应液进行离心分离，用水和乙醇对离心分离得到的沉淀物洗涤，对洗涤液进行离心处理，重复本步骤2～3次，将最后得到的离心沉淀物进行冷冻干燥，得到聚多巴胺纳米管。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于其中所述低碳醇为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇或者正丁醇。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于其中所述的金属铁盐为六水合氯化铁、氯化亚铁或者硫酸亚铁。
4.如权利要求1制备方法，其特征在于制备的纳米管的长度为100-2500纳米，管径为50-100纳米。
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