CN1475459A - 含有无机核心的纳米颗粒 - Google Patents

含有无机核心的纳米颗粒 Download PDF

Info

Publication number
CN1475459A
CN1475459A CNA031522262A CN03152226A CN1475459A CN 1475459 A CN1475459 A CN 1475459A CN A031522262 A CNA031522262 A CN A031522262A CN 03152226 A CN03152226 A CN 03152226A CN 1475459 A CN1475459 A CN 1475459A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano particle
functional group
inorganic core
oxidation state
inorganic
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.)
Granted
Application number
CNA031522262A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100402468C (zh
Inventor
P��J��С�������ز�˹
P·J·小博尼塔特布斯
H·Y·阿卡
M·拉森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN1475459A publication Critical patent/CN1475459A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100402468C publication Critical patent/CN100402468C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
    • C01G49/0072—Mixed oxides or hydroxides containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/02—Oxides; Hydroxides
    • C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/02—Oxides; Hydroxides
    • C01G49/08—Ferroso-ferric oxide [Fe3O4]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/22—Compounds of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/22—Compounds of iron
    • C09C1/24—Oxides of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
    • H01F1/0045—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
    • H01F1/0054—Coated nanoparticles, e.g. nanoparticles coated with organic surfactant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/36—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites in the form of particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/30—Three-dimensional structures
    • C01P2002/32—Three-dimensional structures spinel-type (AB2O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
    • C01P2004/52—Particles with a specific particle size distribution highly monodisperse size distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
    • C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2984—Microcapsule with fluid core [includes liposome]
    • Y10T428/2985—Solid-walled microcapsule from synthetic polymer
    • Y10T428/2987—Addition polymer from unsaturated monomers only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • Y10T428/2995—Silane, siloxane or silicone coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2998—Coated including synthetic resin or polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

一种包含无机核心12和可聚合外层涂层14的纳米颗粒10。无机核心12包含基本结晶的无机材料，如超顺磁材料。在一个实施方案中，无机核心12包含单晶混合尖晶石铁氧体，该铁氧体包含第一氧化态的铁和第二氧化态的至少一种金属，其中第二氧化态与第一氧化态不同。

Description

含有无机核心的纳米颗粒
技术领域
本发明涉及一种含有无机材料核心的纳米颗粒，在核心上分布了一种涂层。更特别地，本发明涉及一种含有结晶混合尖晶石铁氧体核心和在所述结晶混合尖晶石铁氧体核心上分布的一种可聚合的外层涂层的纳米颗粒。
背景技术
纳米技术，特别是关于许多纳米颗粒形成的纳米技术，在许多领域中得到应用，例如诊断医学、分子成像和电子学。磁性颗粒可以用于磁记录、药物递送、生物分子分离中，并且可以用作传感器。例如，超顺磁的纳米颗粒可以混入磁共振成像(MRI)造影剂中，其中它们作为产生信号的芯核。
通过现有方法获得的纳米颗粒还具有低结晶度。而且，由于强的颗粒间相互作用，纳米颗粒往往团聚。当这样的团聚发生时，丧失了纳米颗粒在特定应用中的功效。因此，所需要的是一种含有结晶的无机核心的纳米颗粒。还需要抗团聚的纳米颗粒。
发明内容
本发明通过提供一种纳米颗粒满足了这些和其它需要，所述纳米颗粒含有一种核心和一种可聚合的外层涂层。所述核心包含一种基本结晶的无机材料，例如，超顺磁材料。
因此，本发明的一个方面是提供一种纳米颗粒。所述纳米颗粒包含一种无机核心和基本覆盖该无机核心的外层涂层，其中，无机核心基本上是结晶的并且直径为约1nm到约1000nm，至少一个外层涂层包含一种具有至少一种官能团的可离子化的稳定材料。
第二方面是提供一种无机纳米颗粒。所述无机纳米颗粒的直径为1～1000nm并且包含至少一种尖晶石铁氧体的单晶，其中至少一种尖晶石铁氧体包含处于第一氧化态的铁和处于第二氧化态的过渡金属，其中第二氧化态与第一氧化态不同。
本发明的第三方面是提供一种纳米颗粒。所述纳米颗粒包含：一种无机核心和至少一个外层涂层，所述无机核心的直径为约1～约1000nm并且包含至少一种尖晶石铁氧体的单晶，其中至少一种尖晶石铁氧体包含第一氧化态的铁和第二氧化态的过渡金属，其中所述第二氧化态与所述第一氧化态不同；所述至少一个外层涂层覆盖所述无机核心，所述至少一种外层涂层包含一种具有一个官能团的可离子化稳定材料。
本发明的第四方面是提供许多纳米颗粒，其中所述许多纳米颗粒的每一个包含一种无机核心和至少一个外层涂层，其中所述无机核心包含第一无机材料并且基本上是结晶的且直径为约1nm～约1000nm；所述外层涂层基本上覆盖无机核心，所述至少一种外层涂层包含至少一种具有官能团的可离子化的稳定材料，其中所述许多纳米颗粒基本上是单分散的。
本发明的这些方面和其它方面、优点和显著的特征从下列详细的描述、附图和所附权利要求中将变为明显的。
附图说明
图1是本发明的纳米颗粒的横截面视图的示意图；
图2是表示形成许多纳米颗粒方法的流程图；
图3是表示形成含有结晶的混合尖晶石铁氧体核心的许多纳米颗粒方法的流程图；
图4a是本发明的钴铁氧化物纳米颗粒的透射电子显微图像；
图4b是本发明的钴铁氧化物纳米颗粒的x射线衍射谱图；
图5a是本发明的锰铁氧化物纳米颗粒的透射电子显微图像；
图5b是本发明的锰铁氧化物纳米颗粒的选区电子衍射谱图；
图6是本发明的尖晶石结构的混合氧化铁纳米晶的透射电子显微图像；
图7是具有外层涂层的尖晶石结构的混合氧化铁纳米晶的高分辨透射电子显微图像。
在下列描述中，在图中所示的一些视图中，相同的附图标记表示表示相同的或相应的部分。也可以理解，术语例如“顶”、“底”、“外部”、“内部”等是方便的词并且不被理解为限定的术语。
一般参见图，特别是图1，可以理解，图解说明是为了描述本发明的一个优选实施方案并且在此不限制本发明。参见图，特别是图1，可以理解例图解说明是为了描述本发明的优选实施方案并且在此不限制本发明。
本发明的纳米颗粒的横截面视图的示意图如图1所示。纳米颗粒10包含无机核心12和外部涂14。无机核心12基本上包含结晶的无机材料并且直径为约1nm～约1000nm。在上下文中，“基本上结晶的”理解为表示无机核心12包含至少50体积％，至少75体积％的结晶材料。更优选地，无机核心12是单晶。在一个实施方案中，无机核心12的直径为约1nm～约100nm。在另一个实施方案中，无机核心的直径为约1nm～约10nm。
无机核心12可以包含许多无机材料，包括但是不限于元素形式的过渡金属、金属氧化物和超顺磁材料，这些在本领域中是已知的。例如，包含超顺磁材料的无机核心12可以含有元素铁、尖晶石铁氧体(Fe3O4)或至少一种具有式MFe2O4的混合尖晶石铁氧体之一，其中M是一种其氧化态铁与主导形式的氧化态不同的金属，铁的氧化态是3+。M的非限制性实施例包括铁(其中一部分铁为F2+；即具有2+氧化态的铁)、铜、钛、锰、钴、镍、铬、钆、锌、钇、钼和钒。
在一个具体实施方案中，无机核心12是球形的并且直径为约1nm～约1000nm。在一个实施方案中，无机核心12可以是一定形状的。
外层涂层14分布在无机核心12的外表面上，使得外层涂层14基本上覆盖并且包围无机核心12。外层涂层14用来稳定无机核心12；即外层涂层14防止无机核心12与相邻的无机核心接触，由此防止许多这样的颗粒团聚。因此，外层涂层14是足够厚的以便稳定无机核心12并防止这样的接触。在一个实施方案中，外层涂层14的厚度为约1nm～约50nm，更优选为1.5nm～约3nm。
外层涂层14的组成最终可能经过至少一种聚合反应以便为无机核心12提供更持久的聚合的“壳”。另外，构成外层涂层14的材料或多种材料随后可以由其它材料取代，所述其它材料可以设计用于特殊应用，例如但不限于诊断用途。
纳米颗粒10的一个实例如图7所示。无机核心12包含结晶混合的氧化铁(γ-Fe2O3)1-y(Fe3O4)y。包含10-十一烯酸酯(盐)的外层涂层14结合到无机核心12上。
外层涂层14包含一种具有至少一个官能团的离子化稳定材料15或多种这样离子化稳定材料。在一个实施方案中，离子化稳定材料可以包含硅氧烷。在另一个实施方案中，离子化稳定材料15包含至少一种结合到无机核心12的表面的离子化头部16和至少一个尾部18，尾部18包含至少一个官能团。所述至少一个离子化头部包含醇、硫醇(包括硫醇盐)、胺、有机羧化物、有机膦酸酯和有机亚膦酸酯的至少一种。
所述至少一个尾部18结合到至少一个离化头部16并且由此在与无机核心12表面相反的方向上延伸。在一个实施方案中，至少一个尾部18可以包含一种内部部分17和末端部分19。所述至少一个官能团可以位于至少一种尾部的末端部分19或内部部分17中。在本发明的一个优选的实施方案中，至少一个官能团定位在末端部分19中。尾部18包含烃并且是疏水的。
至少一个官能团可以包含但不限于可聚合的官能团、引发官能团和交联官能团。可聚合的官能团可以包含烯烃、炔烃、乙烯基(包括丙烯酸树脂和styrenics)、环氧化物、azeridine、环醚、环酯和环酰胺的至少一种。引发官能团可以包含热和光引发剂的一种，例如，但不限于偶氮化合物、氢氧化物、过氧化物、烷基卤、芳基卤、卤代酮、卤代酯、卤代酰胺、硝基氧、硫代羰基、硫醇、有机钴化合物、酮和胺。交联官能团可以包含硫醇、醛、酮、氢氧化物、异氰化物、烷基卤、芳基卤、羧酸酯、羧酸酚和胺的一种。
纳米颗粒10由形成单分散结晶纳米颗粒的非水合成方法形成，其描述在由Peter John Bonitatebus，Jr.，Havva Yagci Acar和Michael(NMN)Larsen于2002年-----申请的“制备结晶纳米颗粒的方法”的美国专利申请-----中，其全部内容在此引作参考。有机金属前驱体材料，例如，但不限于过渡金属羰基化合物，在溶剂中和在表面活性剂和氧化剂的存在下热分解。以与含有表面活性剂和氧化剂的非极性质子惰性溶剂的合适化学计量比提供有机金属前驱体。
形成许多结晶纳米颗粒10的方法100的流程图示于图2。关于图2，步骤S10包括组合非极性质子惰性溶剂、氧化剂和第一表面活性剂。非极性质子惰性溶剂在形成许多纳米颗粒的温度下是稳定的。在一个实施方案中，非极性质子惰性溶剂的沸点范围是约275℃～约340℃。合适的非极性质子惰性溶剂包括，但不限于二辛醚、十六烷、三辛胺、四甘醇二甲醚(也称为“tetraglyme”)及其组合。氧化剂包含有机-氧化叔胺、过氧化物、烷基过氧化氢、过氧酸、分子氧、一氧化二氮的至少一种及其组合。在一个实施方案中，氧化剂包括含有至少一个甲基的有机-氧化叔胺。这样的氧化剂的一种非限制性实施例是三甲基氧化胺。
第一表面活性剂包含可聚合的官能团、引发官能团和交联官能团的至少一种。把一定量的第一表面活性剂提供到非极性质子惰性溶剂以便在非极性质子惰性溶剂中产生第一浓度的第一表面活性剂。可聚合官能团可以包含烯烃、炔烃、乙烯基(包括丙烯酸树脂和styrenics)、环氧化物、azeridine、环醚、环酯和环酰胺的至少一种。引发官能团可以包含热或光引发剂的至少一种，例如，但不限于偶氮化合物、氢氧化物、过氧化物、烷基卤、芳基卤、卤代酮、卤代酯、卤代酰胺、硝基氧、硫代羰基、硫醇、有机-钴化合物、酮和胺的至少一种。交联官能团可以是硫醇、醛、酮、氢氧化物、异氰化物、烷基卤、羧酸酯、羧酸、酚、胺的至少一种及其组合物。
在步骤S12中，至少一种有机金属化合物提供到组合的非极性质子惰性溶剂、氧化剂和第一表面活性剂中。至少一种有机金属化合物包含至少一种金属和至少一种配体。所述金属可以包含过渡金属，例如但不限于铁、镍、铜、钛、镉、钴、铬、锰、钒、钇、锌和钼，或其它金属，例如钆。至少一种配体可以包含羰基、环辛二烯基、有机膦基、亚硝酰基、环戊二烯基、五甲基环戊二烯基、
Figure A0315222600111
酸配体、硝酰基的至少一种和它们的组合。至少一种有机金属化合物的非限定实例包括羰基铁(Fe(CO)5)、羰基钴(Co(CO)8)和羰基锰(Mn2(CO)10)。在一个实施方案中，把一定量的至少一种有机金属化合物提供到质子惰性溶剂中，使得至少一种有机金属化合物的浓度与氧化剂的浓度比为约1～约10。
在一个实施方案中，S12可以包括其中第一有机金属化合物提供到组合的非极性质子惰性溶剂、氧化剂和第一表面活性剂中的步骤。将组合的第一有机金属化合物、非极性质子有机溶剂、氧化剂和第一表面活性剂然后在惰性气氛下以一定的时间间隔预热到一定温度。预热用来从第一有机金属化合物中的金属阳离子中去除配体。在一个实施方案中，将组合的第一有机金属化合物、非极性质子惰性溶剂、氧化剂和第一表面活性剂在约15分钟～约90分钟的时间间隔内预热到约90℃～约140℃的温度。
在步骤S14中，将结合的非极性质子惰性溶剂、氧化剂、第一表面活性剂和至少一种有机金属化合物在惰性气体气氛中加热到第一温度并在第一温度保持第一时间间隔。此时，至少一种有机金属化合物在第一表面活性剂和非极性质子惰性溶剂的存在下与氧化剂反应，以形成许多纳米颗粒，其中每个纳米颗粒10包含纳米结晶无机核心12和包含第一种表面活性剂的至少一种外层涂层14，所述表面活性剂分布在无机核心12的外表面上并且基本覆盖和包围纳米结晶无机核心12。
使在S14中组合的非极性质子惰性溶剂、氧化剂、第一表面活性剂和第一有机金属化合物加热到的第一温度取决于提供到质子惰性溶剂中的至少一种有机金属化合物的相对热稳定性。第一温度范围为约30℃～约40℃。在一个实施方案中，第一温度的范围是约275℃～约400℃，优选地约275℃～约310℃。第一时间间隔长度可以是约30分钟～约2小时，取决于提供到质子惰性溶剂中特别的有机金属化合物和氧化剂。
在一个实施方案中，方法100可以进一步包含使许多纳米颗粒从质子惰性溶剂中沉淀的步骤。许多纳米颗粒的沉淀可以通过向质子惰性溶剂中加入至少一种醇或酮来完成。可以使用醇，例如但不限于甲醇和乙醇具有至少三个碳原子的醇是优选的，例如异丙醇，因为它们的使用往往产生许多纳米颗粒的最小程度的团聚。酮，例如但不限于丙酮，在沉淀步骤中可以与醇结合或分开使用。
在另一个实施方案中，方法100还可以进一步包含一个步骤，其中第二表面活性剂部分或完全取代或交换在外层涂层14中的第一表面活性剂，许多纳米颗粒形成之后，把第二表面活性剂添加到非极性质子惰性溶剂中，使得第二表面活性剂以第二浓度存在，所述第二浓度大于非极性质子惰性溶剂中的第一表面活性剂的第一浓度。第二表面活性剂包含可聚合官能团、引发官能团、和交联官能团的至少一种并且与第一表面活性剂不同。用于第二表面活性剂的合适的可聚合官能团、引发官能团和交联官能团与适合于第一表面活性剂的那些基团相同，并且本文先前已经描述过。
在一些实例中，第一浓度和第二浓度的差异足以驱动第二表面活性剂取代许多纳米颗粒的每一个的外层涂层14中的第一表面活性剂。在一个实施方案中，第二表面活性剂取代第一表面活性剂可以进一步包括以第二时间间隔加热含有许多纳米颗粒的非极性质子惰性溶剂到第二温度。优选地，第二温度为约25℃～约80℃并且第二时间间隔为约1小时。
可以理解，方法100可以包括第二表面活性剂取代许多纳米颗粒的每一个的外层涂层14中的第一表面活性剂，然后沉淀所述许多纳米颗粒。
在一个特定实施方案中，形成许多单分散的结晶纳米颗粒10的方法200的流程图如图3所示，其中，许多单分散纳米颗粒的每一个包含结晶的混合尖晶石铁氧体核心和分布在结晶混合尖晶石铁氧体核心上的外层涂层14。结晶混合尖晶石铁氧体核心包含第一氧化态的铁和第二氧化态的过渡金属，其中第二氧化态与第一氧化态不同。
在方法200的S20步骤中，在非极性质子惰性有机溶剂中氧化剂和第一表面活性剂组合。在一个实施方案中，非极性质子惰性有机溶剂的沸点为约275℃～约340℃。合适的非极性质子惰性溶剂包括但不限于二辛醚、十六烷、三辛胺、四甘醇二甲醚(也称为“tetraglyme”)及其组合。氧化剂包括有机氧化叔胺、过氧化物、烷基氢过氧化物、过氧酸、分子氧、一氧化二氮的至少一种及其组合。在一个实施方案中，氧化剂包含有至少一个甲基的有机氧化叔胺。这样氧化剂的一个非限制性实施例是三甲基氧化胺。第一表面活性剂包含可聚合官能团、引发官能团和交联官能团的至少一种。把一定量的第一表面活性剂提供到非极性质子惰性有机溶剂中，在非极性质子惰性溶剂中产生第一个浓度的第一表面活性剂。适合于第一表面活性剂的可聚合官能团、引发功能化基基团和交联官能团与本文前述的那些相同。
步骤S22包括在惰性气体气氛中加热组合的非极性质子惰性溶剂、氧化剂和第一表面活性剂到第一温度。在一个实施方案中，第一温度为约90℃～约140℃。然后在第一温度向组合的非极性质子惰性溶剂、氧化物和第一表面活性剂提供有机铁化合物(步骤S24)。有机铁化合物与组合的非极性质子惰性溶剂、氧化剂和第一表面活性剂一起在惰性气体气氛中在第一温度保持第一时间间隔(步骤S26)。在步骤S26中，在氧化剂的存在下将配体从有机铁化合物中去除；因此第一时间间隔必须具有足够的持续时间以完成所述去除。在一个实施方案中，第一时间间隔可以为约15分钟～约90分钟。
有机铁化合物包含铁和至少一种配体。在一个实施方案中，至少一种配体包含羰基、环辛二烯基、有机膦基、亚硝酰基、环戊二烯基、五甲基环戊二烯基、 酸配体、硝酰基的至少一种及其组合。有机铁化合物的非限制性实例是羰基铁(Fe(CO)5)。
在第一时间间隔结束后，在第一温度下添加至少一种有机金属过渡金属化合物并与有机铁化合物和组合的非极性质子惰性溶剂、氧化剂和第一表面活性剂组合(步骤S26)。至少一种有机过渡金属化合物包含一种过渡金属和至少一种配体。在一个实施方案中，过渡金属是铁、镍、铜、钛、钴、铬、锰、钒、钇、锌和钼之一，至少一种配体包括羰基、环辛二烯基、有机膦基、亚硝酰基、环戊二烯基、五甲基环戊二烯基、
Figure A0315222600142
酸配体、硝酰基的至少一种及其组合。选定的金属，例如钆的类似有机金属化合物可以替代有机过渡金属化合物。至少一种有机过渡金属化合物的非限制性实例包括羰基钴(Co(CO)8)和羰基锰(Mn(CO)10)。
在步骤S30中，将至少一种有机过渡金属化合物、有机铁化合物、非极性质子惰性溶剂、氧化剂和第一表面活性剂混合在一起，加热到第二温度并在第二温度下保持第二时间间隔。有机铁化合物与有机过渡金属化合物在第二温度下反应，形成许多单分散的纳米颗粒，其中许多单分散纳米颗粒包括结晶的混合尖晶石铁氧体核心和包含第一表面活性剂的外层涂层，其分布在结晶的混合尖晶石铁氧体核心的外表面上。例如在步骤S28中，羰基铁(Fe(CO)5)可以与羰基钴(Co(CO)8)反应形成包含结晶的混合钴铁尖晶石铁氧体CoFe2O4的纳米颗粒。另外，在步骤S28中羰基铁可以与羰基锰反应形成包含结晶的锰铁尖晶石铁氧体MnFeO4的纳米颗粒。当至少一种有机过渡金属化合物包含羰基铁时，形成包含结晶的混合γ-氧化铁/铁氧体(γ-Fe2O3)1-y(Fe3O4)y的纳米颗粒。
在一个实施方案中，第二温度范围是约285～-约400℃。在第二实施方案中，第二温度范围是约275～-约310℃。在一个实施方案中，第二时间间隔的范围是约30分钟-约2小时。
在步骤S32中，通过向非极性质子惰性溶剂中添加至少一种醇或酮使许多纳米颗粒从非极性质子惰性溶剂中沉淀出来。可以使用多种醇，例如但是不限于甲醇和乙醇。含有至少三个碳原子的醇是优选的，例如异丙醇，因为它们的使用往往产生最小程度的团聚。多种酮可以与沉淀步骤中的醇共同或分开使用，例如但是不限于丙酮。
方法200也可以包括一个步骤，其中在外层涂层3中，第二表面活性剂取代或交换第一表面活性剂，如前所述。另外，方法200可以进一步包括从非极性质子惰性溶剂中沉淀许多纳米颗粒的步骤，如前所述。最后，方法200可以进一步包括在许多纳米颗粒的外层涂层3中，第二表面活性剂代替第一表面活性剂，然后沉淀所述许多纳米颗粒。
由方法100和200产生的许多纳米颗粒是单分散的；即纳米颗粒在尺寸和形状上基本上相同的。例如，采用本文所述的方法制备的钴铁尖晶石铁氧体(CoFe2O4)纳米颗粒显示出直径(5nm±0.5nm)约10％的偏差。同样，采用本文所述的方法制备的锰铁尖晶石铁氧体MnFe2O4纳米颗粒显示出直径(10.6nm±0.16nm)约10％的偏差。
下列实施例用来说明本发明的特征和优点。
实施例1
在惰性气氛中，在手套箱里，将各自单独脱水的三甲胺-N-氧化物(7.59毫摩尔(mmol))、月桂酸(4.54mmol)和10ml脱氧十六烷加入到50ml的2颈Schlenk烧瓶中。所述烧瓶与Schlenk真空相连，在氮气保护下连接柱一回流冷凝器组件。强烈搅拌使所述混合物均匀并且加热到约100℃。
然后向缓慢搅拌的反应溶液中加入约1.01毫摩尔(mmol)的羰基铁(Fe(CO)5)，反应溶液的温度约为100℃-105℃，发生瞬间的剧烈反应。在小于1分钟内完成羰基铁的添加并平息强烈反应。然后在氮气下将反应混合物加热到约120℃-约130℃并在强烈搅拌下在该温度保持1小时。
然后向反应混合物中添加约0.25mmol的羰基钴(Co2(CO)8)，使溶液变成蓝紫色。将反应混合物的温度迅速升高到约300℃，使反应混合物回流。在300℃回流并搅拌1小时后，反应混合物的颜色出现变黑。然后使反应混合物冷却到室温，向反应混合物中加入过量的乙醇，产生黑色沉淀。通过离心分离分离所得沉淀物并且进行收集。然后用乙醇/丙酮洗涤收集的黑色粉末并干燥。通过透射电子显微镜(TEM)成像、能量分散x-射线(EDX)元素分析、x-射线吸收光谱(XAS)和选区电子衍射/x-射线衍射(SAED-XRD)谱图晶体对称性谱图指数标定获得粉末的晶体结构、组成以及颗粒尺寸分析。发现所得粉末包含单分散的尖晶石结构的钴铁氧化物(CoFe2O4)纳米晶，每个纳米晶的颗粒尺寸约为5nm。所得CoFe2O4纳米晶的TEM图像如图4a所示，表明CoFe2O4纳米晶为立方尖晶石晶体结构的SAED-XRD衍射图谱表示在图4b中。
实施例2
在惰性气氛中，在手套箱里，将各自单独脱水的三甲胺-N-氧化物(7.6mmol)、月桂酸(4.56mmol)和7ml脱氧二辛醚加入到50ml的2颈Schlenk烧瓶中。所述烧瓶与Schlenk真空管相连，在氮气保护下连接柱一回流冷凝器组件。强烈搅拌使所述混合物均匀并且加热到约100℃。
然后向缓慢搅拌的反应溶液中加入约1.52mmol的羰基铁(Fe(CO)5)，反应溶液的温度约为100℃-105℃，发生瞬间的剧烈反应。在小于1分钟内完成羰基铁的添加并平息强烈反应。然后在氮气中将反应混合物加热到约120℃-约130℃并在强烈搅拌下在该温度保持1小时。
然后向反应混合物中添加约0.38mmol的羰基锰Mn2(CO)10。将反应混合物的温度迅速升高到约300℃，使反应混合物回流。在约300℃回流并搅拌1小时后，反应混合物的颜色变黑。然后使反应混合物冷却到室温，向反应混合物中加入过量的乙醇，产生黑色沉淀。通过离心分离分离所得沉淀物并且进行收集。然后用乙醇/丙酮混合物洗涤收集的黑色粉末并干燥。通过透射电子显微镜(TEM)成像、能量分散x-射线(EDX)元素分析、x-射线吸收光谱(XAS)和选区电子衍射/x-射线衍射(SAED-XRD)晶体对称性谱图指数标定获得粉末的晶体结构、组成以及颗粒尺寸分析。发现所得粉末包含单分散的尖晶石结构的锰铁氧化物(MnFe2O4)纳米晶，每个纳米晶的颗粒尺寸约为10.6nm±1.68nm。图5a和图5b分别包含MnFe2O4纳米晶的TEM图像和表明立方尖晶石结构的MnFe2O4纳米晶的SAED-XRD衍射图谱。
实施例3
在惰性气氛中，将各自单独脱水和脱氧的三甲胺-N-氧化物(7.60mmol)、10-十一烷酸或月桂酸(4.56mmol)和7ml脱氧二辛醚加入到50ml的2颈Schlenk烧瓶中。所述烧瓶与Schlenk真空管相连，在氮气保护下连接柱一回流冷凝器组件。强烈搅拌使所述混合物均匀并且加热到约100℃。
然后向缓慢搅拌的反应溶液中加入约1.52mmol的羰基铁(Fe(CO)5)，反应溶液的温度约为100℃-105℃，发生瞬间的剧烈反应。在小于1分钟内完成羰基铁的添加并平息强烈反应。然后在氮气下将反应混合物加热到约120℃-约130℃并在强烈搅拌下在该温度保持1小时。
然后向反应混合物中添加约0.76mmol的羰基铁(Fe(CO)5)。将反应混合物的温度迅速升高到约300℃使反应混合物回流。在约300℃回流并搅拌1小时后，反应混合物的颜色变黑。然后使反应混合物冷却到室温，向反应混合物中加入等体积的异丙醇，产生黑色沉淀。通过离心分离分离所得沉淀物并且通过磁性倾析法进行收集。将颗粒容易地分散在甲苯和辛烷中，形成均匀的溶液。通过透射电子显微镜(TEM)成像、能量分散x-射线(DEX)元素分析、x-射线吸收光谱(XAS)和选区电子衍射/x-射线衍射(SAED-XRD)晶体对称性谱图指数标定获得粉末的晶体结构、组成以及颗粒尺寸分析。发现所得粉末包含单分散的混合γ-氧化铁/铁氧体(γ-Fe2O3)1-y(Fe3O4)y纳米晶，每个纳米晶的颗粒尺寸约为5nm±0.5nm。图6表示(γ-Fe2O3)1-y(Fe3O4)y纳米晶的TEM图像。
虽为了本发明的目的阐述了典型的实施方案，但是前面的描述不应该认为是对本发明范围的限定。因此，本领域的技术人员可以想到各种修改、改编和替代而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (53)

1.一种纳米颗粒10，其包含：
a)一种无机核心12，其中所述无机核心12包含第一无机材
  料并且基本上是结晶的，直径为约1nm-约1000nm；和
b)至少一个基本上覆盖所述无机核心12的外层涂层14，其
  包含含有至少一个官能团的可离子化稳定材料15。
2.根据权利要求1的纳米颗粒10，其中所述无机核心12的至少约50％含有结晶材料。
3.根据权利要求2的纳米颗粒10，其中所述无机核心12的至少约75％含有结晶材料。
4.根据权利要求3的纳米颗粒10，其中所述无机核心12是单晶。
5.根据权利要求1的纳米颗粒10，其中所述无机核心12包含超顺磁材料。
6. 根据权利要求1的纳米颗粒10，其中所述无机核心12包含至少一种尖晶石铁氧体，其中所述至少一种尖晶石铁氧体包含第一氧化态的铁和至少一种第二氧化态的金属，其中所述第二氧化态与所述第一氧化态不同。
7.根据权利要求6的纳米颗粒10，其中所述至少一种金属包含铁、锰、铜、钛、镉、钴、镍、铬、钆、钇、锌、钼和钒的至少一种。
8.根据权利要求1的纳米颗粒10，其中所述无机核心12具有球状。
9.根据权利要求1的纳米颗粒10，其中所述无机核心12的直径为约1nm-约100nm。
10.根据权利要求9的纳米颗粒10，其中所述无机核心12的直径为约1nm-约10nm。
11.根据权利要求1的纳米颗粒10，其中外层涂层14的厚度足以使所述纳米颗粒10稳定化。
12.根据权利要求12的纳米颗粒10，其中所述厚度为约1nm-约50nm。
13.根据权利要求12的纳米颗粒10，其中所述厚度为约1.5nm-约3nm。
14.根据权利要求1的纳米颗粒10，其中所述可离子化稳定材料15包含硅氧烷。
15.根据权利要求1的纳米颗粒10，其中，所述可离子化稳定材料15包含至少一个结合到所述核心12表面的可离子化头部16和至少一个结合到所述至少一个可离子化头部16的尾部18，尾部18从与所述表面相对的所述至少一个可离子化头部16延伸出来，其中所述至少一个官能团位于所述尾部18中。
16.根据权利要求15的纳米颗粒10，其中，所述至少一个官能团位于所述至少一个尾部18的内部17和一个端部19的其中之一内。
17.根据权利要求16的纳米颗粒10，其中，所述至少一个官能团位于所述端部19中。
18.根据权利要求16的纳米颗粒10，其中，所述端部19是疏水的。
19.根据权利要求15的纳米颗粒10，其中，所述至少一个官能团是可聚合的官能团、引发官能团和交联官能团之一。
20.根据权利要求19的纳米颗粒10，其中，所述可聚合官能团包含烯烃、炔烃、乙烯基、环氧化物、azeridine、环醚、环酯和环胺的至少一种。
21.根据权利要求19的纳米颗粒10，其中，所述引发官能团包含热和光引发剂的至少一种。
22.根据权利要求19的纳米颗粒10，其中，引发官能团包含偶氮化合物、氢氧化物、过氧化物、烷基卤、芳基卤、卤代酮、卤代酯、卤代酰胺、硝基、硫代羰基、硫醇、有机钴化合物、酮和胺的至少一种。
23.根据权利要求19的纳米颗粒10，其中，所述交联官能团包含硫醇、醛、酮、氢氧化物、异氰化物、烷基卤、羧酸酯、羧酸、苯酚、胺的至少一种及其组合物。
24.根据权利要求15的纳米颗粒10，其中，所述离子化头部16包含醇、硫醇、胺、有机羧酸酯、有机磺酸酯、有机膦酸酯和有机亚膦酸酯的至少一种。
25.根据权利要求1的纳米颗粒10，其中，所述无机核心12包含元素形式的铁。
26.一种无机纳米颗粒10，所述无机纳米颗粒10的直径为1-1000nm并包含至少一种尖晶石铁氧体的单晶，其中，所述至少一种尖晶石铁氧体包含第一氧化态的铁和至少一种第二氧化态的金属，其中，所述第二氧化态与第一氧化态不同。
27.根据权利要求26的无机纳米颗粒10，其中，所述无机纳米颗粒10为球形。
28.根据权利要求27的无机纳米颗粒10，其中，所述无机纳米颗粒10的直径为约1nm-约100nm。
29.根据权利要求28的无机纳米颗粒10，其中，所述无机纳米颗粒10的直径为约1nm-约10nm。
30.根据权利要求26的无机纳米颗粒10，其中，所述至少一种金属包含锰、铜、钛、镉、钴、镍、铬、钆、钇、锌、钼和钒的至少一种。
31.一种纳米颗粒10，其包含：
a)一种无机核心12，所述无机核心12的直径为1-1000nm并
  且包含至少一种尖晶石铁氧体的单晶，其中所述至少一种
  尖晶石铁氧体包含第一氧化态的铁和至少一种第二氧化态
  的金属，所述第二氧化态与第一氧化态不同；和
b)至少一个基本上覆盖所述无机核心12的外层涂层14，所
  述至少一种外层涂层14包含一种含有至少一个官能团的
  离子化稳定材料15。
32.根据权利要求31的纳米颗粒10，其中，无机核心12包含一种超顺磁性的材料。
33.根据权利要求32的纳米颗粒10，其中，所述至少一种过渡金属包括铁、锰、钴、镉、镍、铬、钆、钇、锌、钼和钒的至少一种。
34.根据权利要求32的纳米颗粒10，其中，所述无机核心12为球形。
35.根据权利要求34的纳米颗粒10，其中，所述无机核心12的直径为约1nm-约100nm。
36.根据权利要求35的纳米颗粒10，其中，所述无机核心12的直径为约1nm-约10nm。
37.根据权利要求32的纳米颗粒10，其中，所述外层涂层14具有足以稳定所述纳米颗粒10的厚度。
38.根据权利要求37的纳米颗粒10，其中，所述厚度的范围为约1nm-约50nm。
39.根据权利要求32的纳米颗粒10，其中，所述离子化稳定材料15包含硅氧烷。
40.根据权利要求32的纳米颗粒10，其中，所述离子化稳定材料15包含至少一个结合到所述核心12表面的可离子化头部16和至少一个结合到所述至少一个可离子化头部16的尾部18，尾部18从与所述表面相对的所述至少一个可离子化头部16延伸出来。
41.根据权利要求40的纳米颗粒10，其中，所述至少一个官能团位于所述至少一个尾部18的内部17和端部19之中。
42.根据权利要求41的纳米颗粒10，其中，所述至少一种官能团位于所述端部19中。
43.根据权利要求42的纳米颗粒10，其中，所述端部19是疏水的。
44.根据权利要求42的纳米颗粒10，其中，所述至少一个官能团是可聚合官能团、引发官能团和交联官能团之一。
45.根据权利要求44的纳米颗粒10，其中，可聚合官能团包含烯烃、炔烃、乙烯基(包括丙烯酸树脂和苯乙烯树脂)、环氧化物、azeridine、环醚、环酯和环酰胺的至少一种。
46.根据权利要求44的纳米颗粒10，其中，所述引发官能团包含热和光引发剂的至少一种。
47.根据权利要求44的纳米颗粒10，其中，所述引发官能团包含偶氮化合物、氢氧化物、过氧化物、烷基卤、芳基卤、卤代酮、卤代酯、卤代酰胺、硝基氧、硫代羰基、硫醇、有机钴化合物、酮和胺的至少一种。
48.根据权利要求44的纳米颗粒10，其中，所述交联官能团包含硫醇、醛、酮、氢氧化物、异氰化物、烷基卤、羧化物、羧酸、酚、胺之一或其组合。
49.根据权利要求40的纳米颗粒10，其中，所述可离子化头部16包含醇、硫醇、胺、有机羧化物、有机磺酸酯、有机膦酸酯和有机亚膦酸酯的至少一种。
50.许多纳米颗粒10，其中，所述许多颗粒10的每一个包含：
a)一种无机核心12，其中所述无机核心包含第一无机材料并
  且基本是结晶的，其直径为约1nm-约1000nm；和
b)基本覆盖所述无机核心12的至少一个外层涂层14，所述
  至少一个外层涂层14包含具有至少一个官能团的至少一
  种可离子化的稳定材料15，
其中，所述许多纳米颗粒10基本是单分散的。
51.根据权利要求50的许多纳米颗粒10，其中，所述无机核心12包含超顺磁材料。
52.根据权利要求50的许多纳米颗粒10，其中，所述无机核心12包含至少一种尖晶石铁氧体，其中，所述至少一种尖晶石铁氧体包含第一氧化态的铁和第二氧化态的至少一种金属，其中，所述第二氧化态与所述第一氧化态不同。
53.根据权利要求52的许多纳米颗粒10，其中，所述至少一种金属选自铁、镉、锰、钴、镍、铬、钆、钇、锌、钼和钒的至少一种。
CNB031522262A 2002-07-31 2003-07-31 含有无机核心的纳米颗粒 Expired - Fee Related CN100402468C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/208,946 US6797380B2 (en) 2002-07-31 2002-07-31 Nanoparticle having an inorganic core
US10/208946 2002-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1475459A true CN1475459A (zh) 2004-02-18
CN100402468C CN100402468C (zh) 2008-07-16

Family

ID=27804774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031522262A Expired - Fee Related CN100402468C (zh) 2002-07-31 2003-07-31 含有无机核心的纳米颗粒

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6797380B2 (zh)
EP (1) EP1386886A1 (zh)
JP (1) JP4713067B2 (zh)
CN (1) CN100402468C (zh)
NO (1) NO20033409D0 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101306389B (zh) * 2007-05-16 2010-12-22 中国石油化工股份有限公司 含尖晶石的层状复合载体

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7338711B1 (en) * 2002-08-12 2008-03-04 Quantum Logic Devices, Inc. Enhanced nanocomposite combustion accelerant and methods for making the same
US7504082B2 (en) * 2003-07-31 2009-03-17 Industrial Technology Research Institute Magnetic nanoparticles comprising Gadolinium and method of fabrication
US20050260137A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-24 General Electric Company Contrast agents for magnetic resonance imaging
WO2006095002A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Institut Català D'investigació Química Method for the one-pot preparation of stable nano-sized particles under mild conditions
CN102343098A (zh) * 2005-03-21 2012-02-08 加利福尼亚大学董事会 官能化磁性纳米颗粒及其使用方法
EP1933941A2 (en) 2005-08-25 2008-06-25 Philip R. Houle Treatment systems for delivery of sensitizer solutions
US20070140974A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 General Electric Company Targeted nanoparticles for magnetic resonance imaging
WO2007108980A1 (en) * 2006-03-13 2007-09-27 Ndsu Research Foundation Superparamagnetic cobalt iron oxygen nanoparticles
US20080057001A1 (en) * 2006-05-25 2008-03-06 Xiao-Dong Sun Contrast agents for imaging
US7625637B2 (en) * 2006-05-31 2009-12-01 Cabot Corporation Production of metal nanoparticles from precursors having low reduction potentials
KR100853086B1 (ko) * 2007-04-25 2008-08-19 삼성전자주식회사 나노결정-금속산화물 복합체 및 그의 제조방법
KR20100046182A (ko) * 2007-07-26 2010-05-06 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸 표면 피복 무기물 입자의 제조 방법
US20090226376A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 General Electric Company Novel Mixed Ligand Core/Shell Iron Oxide Nanoparticles for Inflammation Imaging
US8246932B2 (en) * 2008-03-28 2012-08-21 General Electric Company Non-radioactive traceable metal isotope-enriched nanoparticles and method of their use for determining biodistribution
US9011913B2 (en) * 2008-04-04 2015-04-21 The Regents Of The University Of California Use of functionalized magnetic nanoparticles in cancer detection and treatment
ES2685464T3 (es) * 2008-04-04 2018-10-09 The Regents Of The University Of California Nanopartículas magnéticas funcionalizadas y métodos de uso de las mismas
US20090280063A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 General Electric Company Novel pei-peg graft copolymer coating of iron oxide nanoparticles for inflammation imaging
JP5753784B2 (ja) 2008-10-10 2015-07-22 ダラ・バイオサイエンシズ，インコーポレイテッド スピカマイシン誘導体を用いて疼痛を治療又は予防する方法
WO2011052645A1 (ja) * 2009-10-27 2011-05-05 大日本印刷株式会社 遷移金属化合物含有ナノ粒子及びその製造方法、正孔注入輸送層用インク、並びに正孔注入輸送層を有するデバイス及びその製造方法
US9205155B2 (en) 2009-10-30 2015-12-08 General Electric Company Treating water insoluble nanoparticles with hydrophilic alpha-hydroxyphosphonic acid conjugates, the so modified nanoparticles and their use as contrast agents
WO2013090601A2 (en) 2011-12-16 2013-06-20 Massachusetts Institute Of Technology Compact nanoparticles for biological applications
JP5988092B2 (ja) * 2012-07-24 2016-09-07 国立研究開発法人産業技術総合研究所 可視光応答性半導体光電極の製造方法、並びに可視光応答性半導体光電極及び該電極を用いた水分解反応装置。
KR101686339B1 (ko) * 2015-07-21 2016-12-13 건양대학교산학협력단 열분해법을 이용한 자성나노입자의 제조방법
US10629339B2 (en) * 2015-10-19 2020-04-21 National Guard Health Affairs Acid-stabilized iron-based metal oxide colloidal nanoparticles, and methods thereof
CN109315083B (zh) * 2016-06-07 2021-05-11 保德科技股份有限公司 铁氧体粒子、树脂组合物及电磁波屏蔽材料

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3592185A (en) 1967-04-18 1971-07-13 Yeda Res & Dev Ferromagnetic contrast media and method of use
JPS534078B2 (zh) * 1974-12-18 1978-02-14
JPS5317118B2 (zh) * 1975-03-27 1978-06-06
JPS5889802A (ja) * 1981-11-24 1983-05-28 Matsumoto Yushi Seiyaku Kk 磁性流体の製造法
JP2725015B2 (ja) * 1988-03-11 1998-03-09 エヌオーケー株式会社 磁性流体の製造方法
JP2698379B2 (ja) * 1988-06-14 1998-01-19 勝人 中塚 磁性流体および着色磁性流体
JPH079843B2 (ja) * 1990-02-20 1995-02-01 日本精工株式会社 磁性流体組成物及びその製造方法
JPH0491196A (ja) * 1990-08-06 1992-03-24 Nippon Seiko Kk 磁性流体組成物
US5147573A (en) 1990-11-26 1992-09-15 Omni Quest Corporation Superparamagnetic liquid colloids
US5660773A (en) * 1993-09-27 1997-08-26 Alfred University Process for making ultra-fine yttrium-iron-garnet particles
US5660772A (en) * 1993-09-27 1997-08-26 Alfred University Process for making ultra-fine barium hexaferrite particles
US5660774A (en) * 1993-09-27 1997-08-26 Alfred University Process for making a sintered body from ultra-fine superconductive particles
JPH0927414A (ja) * 1995-07-07 1997-01-28 Nok Corp 磁性流体
DE19624426A1 (de) 1996-06-19 1998-01-02 Christian Bergemann Magnetische Flüssigkeiten für den Transport von diagnostisch oder therapeutisch wirksamen Substanzen
ATE226226T1 (de) * 1997-05-23 2002-11-15 Bayer Ag Organosilan-oligomere
DE19923625A1 (de) 1999-05-22 2000-11-23 Henkel Kgaa Redispergierbare Metalloxide und -hydroxide mit Teilchengrößen im Nanometerbereich
WO2002028912A2 (en) * 2000-10-06 2002-04-11 Carnegie Mellon University Preparation of nanocomposite structures by controlled polymerization
EP1469989B1 (en) 2002-01-02 2011-12-14 Visen Medical, Inc. Amine functionalized superparamagnetic nanoparticles for the synthesis of bioconjugates

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101306389B (zh) * 2007-05-16 2010-12-22 中国石油化工股份有限公司 含尖晶石的层状复合载体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004075530A (ja) 2004-03-11
NO20033409D0 (no) 2003-07-30
EP1386886A1 (en) 2004-02-04
CN100402468C (zh) 2008-07-16
US6797380B2 (en) 2004-09-28
JP4713067B2 (ja) 2011-06-29
US20040023030A1 (en) 2004-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1475459A (zh) 含有无机核心的纳米颗粒
US20060088659A1 (en) Method of making crystalline nanoparticles
JP3989868B2 (ja) マグネタイト・ナノ粒子の合成および鉄をベースとするナノ材料形成方法
JP4729045B2 (ja) 磁性または金属酸化物ナノ粒子の製造方法
KR100725855B1 (ko) 입도가 균일한 친수성 금속산화물 나노분말 및 그 제조방법
CN1335283A (zh) 单晶铁氧体细粉
Oliveira et al. Ionic liquids as recycling solvents for the synthesis of magnetic nanoparticles
US20140356642A1 (en) Metallic magnetic powder and manufacturing method of the same, magnetic painting, magnetic powder for magnetic therapy, and magnetic recording medium
Lastovina et al. Solvothermal synthesis of Sm3+-doped Fe3O4 nanoparticles
JP2016225551A (ja) 磁性粉末複合体、アンテナおよび電子機器
Pełech et al. Magnetic and electrical properties of carbon nanotube/epoxy composites
KR100931823B1 (ko) 폴리다이아세틸렌 코팅층을 갖는 자성 나노입자 및 이의제조방법
EP0823399A1 (en) Rectangular parallelopipedic lepidocrocite particles and process for producing the same
JP2012209376A (ja) 酸化鉄粒子分散液及びナノコンポジット磁石
US6689452B2 (en) Magnetic recording medium
CN1844201A (zh) 一步法合成双亲超顺磁亚微米无机物/聚合物复合空心球
JP2019197896A (ja) 磁性粉末複合体、アンテナおよび電子機器
JP3132536B2 (ja) 磁気記録用磁性粒子粉末の製造法
CN116161707A (zh) 一种铁磁性氧化铁纳米粒子、其合成方法及应用
CN116259459A (zh) 一种超磁性柠檬酸包覆氧化铁的纳米粒子、其合成方法及应用
KR100868819B1 (ko) 염기성 콜로이달 산화철 용액의 제조방법
EP0379062B1 (de) Nadelförmige Eisen-Magnetpigmente mit einstellbarer Koerzitivfeldstärke und Verfahren zu deren Herstellung; Fe-Metallpigmente zur magnetischen Signalaufzeichnung mit einstellbarer Koerzitivfeldstärke
JP2003217915A (ja) 高耐候性磁石粉末、その製造方法及びそれを用いたボンド磁石
Nahorniak et al. wo-step single-reactor synthesis of oleic acid-or undecylenic acid-stabilized magnetic nanoparticles by thermal decomposition method
JP2022014152A (ja) 軟磁性粉末、組成物、成形品、軟磁性粉末の製造方法

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080716

Termination date: 20200731

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee