專利名稱：：一種單分散Fe₃O₄磁性納米粒子的制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種單分散Fe304磁性納米粒子的制備方法。
背景技術：
：磁性氧化鐵納米粒子因其特殊的磁學性能在生物醫(yī)學領域的應用(如磁共振成像、磁熱療、生物磁分離、磁耙向藥物載體等)倍受青睞和重視。磁性氧化鐵納米粒子的粒徑大小、尺寸分布、單分散性好壞和磁響應性高低對其生物醫(yī)學應用至關重要，由于小尺寸的磁性納米粒子具有與病毒(20-450nm)、蛋白質(5-50nm)、DNA或基因(2nm寬和10-100nm長)尺度相比擬的大小，因而適合于與這些生物單元結合形成磁標記物；磁性納米粒子的單分散性和窄分布能夠為藥物在生物體內的分布、藥物動力學等方面的研究提供幾乎相同物理、化學和生物性質的靶向藥物載體；高飽和磁化強度有利于提高磁控的可操作性以及降低磁性納米粒子因表面修飾所造成的磁損失；超順磁納米顆?？梢酝耆判詧F聚等。然而，小尺寸、單分散、窄分布、高飽和磁化強度和超順磁性等的磁性氧化鐵納米粒子制備一直是制約其生物醫(yī)學應用的瓶頸。因為采用蒸發(fā)冷凝法、研磨粉碎法、機械合金法等物理法方法制備出的磁性納米粒子通常粒徑大且分布寬，而化學法如常用的共沉淀法制備出的磁性納米粒子粒徑分布寬、其大小和穩(wěn)定性強烈地依賴于體系pH子粒徑比較均勻，但結晶性差、磁響應性弱；水熱合成法雖然結晶性和磁響應性好，但需要高溫高壓且難以獲得小粒徑單分散的磁性納米粒子，等等。為了解決上述難題，人們發(fā)展有機相合成的方法，并探索出磁性納米粒子的金屬有機前驅體熱分解合成法，例如，SimS.等以油酸和油胺作為穩(wěn)定劑，以]，2-十六烷二醇作為還原劑，通過在有機相中熱分解乙酰丙酮鐵Fe(acac)3的方法以及晶種生長法合成出粒徑在5-20nm范圍可調的單分散Fe304磁性納米粒子。(SunS,ZengH.J.Am.Chem.Soc.,2002,124(28):8204-8205.)。高明遠等在氮氣氣氛保護下，通過選用高沸點的2-吡咯垸酮及其衍生物強極性溶劑高溫熱分解Fe(acac)3、Fe(CO)s、FeCup3和無機鐵鹽前驅物，以乙二醇及其衍生物為穩(wěn)定劑，成功地制備出單分散水溶性的Fe304納米粒子(中國專利申請?zhí)?3136275.3和03136273.7)。YuW.W.等采用過篩的FeOOH和Fe(OH)3為鐵源，然后，將其溶解在油酸中，再在惰性氣體保護下于l-十八烯溶劑中高溫320°C熱分解得到從6nm到30nm可調的單分散Fe304磁性納米粒子(YuWW,FalknerJC,YavuzCT,etal.Chem.Commun.2004,2306-2307.)。在上述這些制備方法中，存在著試劑比較貴(如、Fe(acac)3、1,2-十六烷二醇和油胺等)和有毒(如Fe(CO)5、2-吡咯烷酮等)以及需要過篩和氮氣保護等缺點或不足。因此，開發(fā)出一種原料價廉無毒、合成工藝簡單、一次合成量大、粒徑可控的單分散Fe304磁性納米粒子的制備方法將具有廣闊的應用前景和市場前景。
發(fā)明內容本發(fā)明提供了一種單分散Fe304磁性納米粒子的制備方法。其條件和步驟如下前驅物為Fe203或氧化鐵黃，氧化鐵黃的化學式為Fe2CVH20;穩(wěn)定劑為油酸；高溫有機溶劑為l-十八烯(b.p.318"C);沉淀劑為甲苯、二甲苯、乙醇、異丙醇和丙酮中的任意兩種按體積比l:42:3混合配制而成；前驅物穩(wěn)定劑的摩爾比為h41:9;前驅物高溫有機溶劑的摩爾比為1:10;按照配比，把前驅物、穩(wěn)定劑和高溫有機溶劑加入三口反應器中，安裝好空氣冷凝管，然后，磁力攪拌，并于280-32(TC反應2-10小時，反應結束后，自然冷卻至室溫，接著加入沉淀劑，超聲處理20分鐘，再用永磁鐵或離心機分離后，得到黑色的沉淀，至此稱為分離步驟；重復分離歩驟兩次，得到的黑色沉淀在50-8(TC下烘干，得到一種單分散Fe304磁性納米粒子。其粒徑在5-25nm范圍內可調，見圖1和圖2是透射電鏡照片。將分離步驟得到的分離液收集在一起，分離液經蒸餾或減壓蒸餾分離后，回收利用得到相應的有機溶劑。有益效果本發(fā)明提供了一種單分散Fe304磁性納米粒子的制備方法，選用Fe203試劑或商用氧化鐵黃(Fe2CVH20)顏料作為前驅物，無需惰性氣體保護，制備出小尺寸、單分散、窄分布、高飽和磁化強度和超順磁性的Fe304磁性納米粒子，可廣泛用于磁共振成像、生物磁分離、磁靶向藥物載體、生物磁標記等生物醫(yī)學領域和磁性密封、航天潤滑以及磁性防偽油墨材料等高
技術領域：
。與現(xiàn)有技術相比，具有原料廉價無毒、合成工藝簡單、無惰性氣體保護、質量穩(wěn)定、產率高和單分散粒徑可調等優(yōu)點。圖1.以氧化鐵黃(Fe20;rH20)為前驅物制備的Fe304磁性納米粒子的透射電鏡(TEM)照片。圖2.以Fe203為前驅物制備的Fe304磁性納米粒子的透射電鏡(TEM)照片。圖3.Fe304磁性納米粒子與標準卡片的XRD譜圖。圖4.Fe304磁性納米粒子在室溫下的磁滯回線圖。具體實施方式實施例1按照前驅物穩(wěn)定劑的摩爾比為1:4，前驅物高溫有機溶劑的摩爾比為l:10，準確稱取前驅物氧化鐵黃(Fe203'H20)lOmmol、穩(wěn)定劑油酸40mmol和高溫有機溶劑1-十八烯lOOmmol(35.5mL)加入250mL三口瓶反應器中，安裝好空氣冷凝管，然后，磁力攪拌，于320°C反應10小時，反應結束后，自然冷卻至室溫。接著，加入180mL的甲苯和無水乙醇混合溶液(體積比為1:2)的沉淀劑，超聲處理20分鐘，再用永磁鐵或離心機分離后，得到黑色的沉淀，至此稱為分離步驟；重復分離步驟兩次，得到的黑色沉淀在5(TC下烘干。其產量約1.5g，產品Fe304磁性納米粒子的平均粒徑約8nm。實施例2按照前驅物穩(wěn)定劑的摩爾比為1:7，前驅物高溫有機溶劑的摩爾比為l:10，準確稱取前驅物氧化鐵黃(Fe20yH20)lOmmol、穩(wěn)定劑油酸70mmol和高溫有機溶劑l-十八烯lOOmmol(35.5mL)加入250mL三口瓶反應器中，安裝好空氣冷凝管，然后，磁力攪拌，于300°C反應6小時，反應結束后，自然冷卻至室溫。接著，加入180mL的甲苯和異丙醇混合溶液(體積比為l:3)的沉淀劑，超聲處理20分鐘，再用永磁鐵或離心機分離后，得到黑色的沉淀，至此稱為分離步驟；重復分離步驟兩次，得到的黑色沉淀在5(TC下烘干。其產量約1.3g，產品Fe304磁性納米粒子的平均粒徑約17nm。實施例3-14:按下表參數(shù)實施，操作方法同實施例l或2。例3-14參數(shù)表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權利要求1、一種單分散Fe3O4磁性納米粒子的制備方法，其特征在于條件和步驟如下前驅物為Fe2O3或氧化鐵黃，氧化鐵黃的化學式為Fe2O3·H2O；穩(wěn)定劑為油酸；高溫有機溶劑為1-十八烯；沉淀劑為甲苯、二甲苯、乙醇、異丙醇和丙酮中的任意兩種按體積比1∶4～2∶3混合配制而成；前驅物∶穩(wěn)定劑的摩爾比為1∶4～1∶9；前驅物∶高溫有機溶劑的摩爾比為1∶10；按照配比，把前驅物、穩(wěn)定劑和高溫有機溶劑加入三口反應器中，安裝好空氣冷凝管，然后，磁力攪拌，并于280-320℃反應2-10小時，反應結束后，自然冷卻至室溫，接著加入沉淀劑，超聲處理20分鐘，再用永磁鐵或離心機分離后，得到黑色的沉淀，至此稱為分離步驟；重復分離步驟兩次，得到的黑色沉淀在50-80℃下烘干，得到一種單分散Fe3O4磁性納米粒子。2、如權利要求1的所述的一種單分散Fe304磁性納米粒子的制備方法，其特征在于，將所述的分離步驟得到的分離液收集在一起，分離液經蒸餾或減壓蒸餾分離后，回收利用得到相應的有機溶劑。全文摘要本發(fā)明提供了一種單分散Fe₃O₄磁性納米粒子的制備方法，前驅物為Fe₂O₃或氧化鐵黃，氧化鐵黃的化學式為Fe₂O₃·H₂O；穩(wěn)定劑為油酸；高溫有機溶劑為1-十八烯(b.p.318℃)；沉淀劑為甲苯、二甲苯、乙醇、異丙醇和丙酮中的任意兩種按體積比1∶4～2∶3混合配制而成；前驅物∶穩(wěn)定劑的摩爾比為1∶4～1∶9；前驅物∶高溫有機溶劑的摩爾比為1∶10；無需惰性氣體保護，制備出小尺寸、單分散、窄分布、高飽和磁化強度和超順磁性的Fe₃O₄磁性納米粒子，可廣泛用于磁共振成像、生物磁分離、磁靶向藥物載體、生物磁標記等生物醫(yī)學領域和磁性密封、航天潤滑以及磁性防偽油墨材料等高
技術領域：
。文檔編號C01G49/08GK101538068SQ20091006690公開日2009年9月23日申請日期2009年5月5日優(yōu)先權日2009年5月5日發(fā)明者倪嘉纘,孫德慧,張吉林,洪廣言申請人:中國科學院長春應用化學研究所