專利名稱：一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法
一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的一步合成方法。
背景技術(shù)：
納米磁結(jié)構(gòu)的微球或磁性納米粒子為載體建立起來(lái)的生物磁分離技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)研究領(lǐng)域越來(lái)越受到關(guān)注，其最大優(yōu)勢(shì)就是體積小(比表面積大)和具有磁性。磁性微球作為新型的功能材料在生物醫(yī)學(xué)(臨床診斷、酶標(biāo)、靶向藥物)、細(xì)胞學(xué)(細(xì)胞標(biāo)記、細(xì)胞分離等)、生物工程(酶的固定化，生物大分子分離等)等領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用前景。例如，在抗腫瘤應(yīng)用方面，可以將要輸送的物質(zhì)如抗癌藥物一起包入在磁性納米粒子外部的高分子空腔中，然后利用磁場(chǎng)對(duì)粒子的操縱和高分子外殼與體系環(huán)境的相容性，使藥物在靶部位富集達(dá)到冶療效果，精確度高，且對(duì)正常機(jī)體組織的傷害小。
磁性納米粒子種類眾多，據(jù)其來(lái)源，主要可以分為天然磁性納米粒子和人工合成的磁性納米粒子。目前研究最多的人工合成磁性納米材料主要有三氧化二鐵，四氧化三鐵， 二元和三元合金，如金屬鐵、鈷、鎳及其鐵鈷合金、鎳鐵合金，以及釹鐵硼、鑭鈷合金等。其中，磁性四氧化三鈷(Co3O4)作為一種優(yōu)良的磁性材料，具有極大的應(yīng)用潛力，現(xiàn)有技術(shù)合成聚合物包覆氧化物納米顆粒通常使用兩步法來(lái)實(shí)現(xiàn)即先合成氧化物納米顆粒，再將氧化物納米顆粒分散在聚合物單體中原位聚合包覆。一步法同時(shí)合成聚苯胺包覆四氧化三鈷的工藝目前沒(méi)有報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的簡(jiǎn)易化學(xué)方法，在堿性水溶液氧化劑使二價(jià)鈷離子氧化并礦化得到四氧化三鈷，同時(shí)引發(fā)苯胺單體聚合得到聚苯胺包覆在四氧化三鈷表面。
一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(O配料將苯胺單體、二價(jià)鈷鹽和表面活性劑溶于去離子水中攪拌，另取引發(fā)劑溶于另一盛有去離子水的燒杯中，滴加氨水調(diào)節(jié)pH值11 13，再以兩秒每滴的速度加入之前配制的溶液中；(2)恒溫反應(yīng)混合溶液室溫下持續(xù)攪拌12 24小時(shí)；(3)洗漆；(4)干燥。
所述的苯胺單體在最后混合溶液中的濃度為O. 05 O. 2 mo I / L。
所述的二價(jià)鈷鹽為二氯化鈷、乙酸鈷(II)、草酸鈷(II)/硝酸鈷(II)中的一種，其在最后混合溶液中的濃度為O. 02 O. 05 mo I / L。
所述的表面活性劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺中的一種，所述表面活性劑在最后混合溶液中的濃度為2 4 g · L'
所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、雙氧水中的一種；加入引發(fā)劑的摩爾量是反應(yīng)體系中苯胺單體與二氯化鈷摩爾量總和的1. 5 3倍。
所述洗滌為對(duì)于得到的納米粉體，用去離子水和乙醇交替洗滌，每次洗滌后采用離心機(jī)沉淀或抽濾設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾產(chǎn)物重新在去離子水，或乙醇中分散，反復(fù)過(guò)濾直到濾液pH值為7,最后一次用乙醇洗漆以方便干燥。
所述干燥為對(duì)于得到的納米粉體，放在50 70°C的烘箱中烘干。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明合成工序簡(jiǎn)單，形成的聚苯胺均勻包覆在四氧化三鈷微球表面。所得產(chǎn)物可應(yīng)用于在核磁共振成像、靶向藥物治療、生物分子及細(xì)胞分離、臨床診斷等領(lǐng)域。


圖1為采用本發(fā)明實(shí)施例I 一步法合成聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的XRD圖譜。
圖2為采用本發(fā)明實(shí)施例I 一步法合成聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的紅外光譜。
圖3為采用本發(fā)明實(shí)施例I 一步法合成聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的透射電鏡照片。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:將10 mmol苯胺單體、2mmol 二氯化鈷和O. 2 g聚乙烯卩比咯燒酮溶于50 mL去離子水中(溶液A)。另取20 mmol過(guò)硫 酸鉀溶于45mL去離子水中，滴加氨水調(diào)節(jié)pH為12,并以兩秒每滴的速度加入之前配制的溶液A中。混合溶液室溫下持續(xù)攪拌24小時(shí)，杯底有黑色沉淀生成。將生成產(chǎn)物用去離子水和乙醇多次交替洗滌至中性,放入60° C烘箱中保溫8小時(shí)干燥，得到聚苯胺包覆四氧化三鈷微球?？傮w產(chǎn)率為67. 3%。
產(chǎn)物XRD圖譜如圖1所示，與Co3O4標(biāo)準(zhǔn)圖譜(JCPDS卡片42_1467)良好對(duì)應(yīng)，表明含有Co3O4成分；產(chǎn)物紅外光譜如圖2所示，都與去摻雜態(tài)聚苯胺的紅外光譜一致。主要的吸收峰分析如下3430 CnT1峰對(duì)應(yīng)于N-H鍵的伸縮振動(dòng)，3268 cm I峰對(duì)應(yīng)與氫鍵振動(dòng)，1581和1502 CnT1強(qiáng)峰分別對(duì)應(yīng)于醌環(huán)和苯環(huán)的伸縮振動(dòng)，1296 cnT1峰對(duì)應(yīng)于苯環(huán)上 C-N鍵的伸縮振動(dòng)，1040 cnT1峰對(duì)應(yīng)于苯環(huán)的面內(nèi)彎曲振動(dòng)，856 cnT1峰對(duì)應(yīng)于1，4取代苯環(huán)上C-H鍵的面外彎曲振動(dòng)；透射電鏡照片如圖3所示，襯度較淺的聚苯胺均勻附著在四氧化三鈷微球上，四氧化三鈷微球直徑約50 80年納米。
實(shí)施例2:重復(fù)實(shí)施例1，但用雙氧水代替過(guò)硫酸銨，得到聚苯胺包覆四氧化三鈷微球?？傮w產(chǎn)率為 71. 4% ο
實(shí)施例3，4:重復(fù)實(shí)施例1，但分別用聚乙二醇和聚丙烯酰胺代替聚乙烯吡咯烷酮，得到聚苯胺包覆四氧化三鈷微球。總體分別為61. 3%和65. 8%。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)配料將苯胺單體、二價(jià)鈷鹽和表面活性劑溶于去離子水中攪拌，另取引發(fā)劑溶于另一盛有去離子水的燒杯中，滴加氨水調(diào)節(jié)pH值11 13，再以兩秒每滴的速度加入之前配制的溶液中；(2)恒溫反應(yīng)混合溶液室溫下持續(xù)攪拌12 24小時(shí)；(3)洗漆；(4)干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，所述的苯胺單體在最后混合溶液中的濃度為O. 05 O. 2 mo I / L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，所述的二價(jià)鈷鹽為二氯化鈷、乙酸鈷(II)、草酸鈷(II)/硝酸鈷(II)中的一種，其在最后混合溶液中的濃度為O. 02 O. 05 mo I / L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，所述的表面活性劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺中的一種，所述表面活性劑在最后混合溶液中的濃度為2 4 g · L'
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、雙氧水中的一種；加入引發(fā)劑的摩爾量是反應(yīng)體系中苯胺單體與二氯化鈷摩爾量總和的I. 5 3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，所述洗滌為對(duì)于得到的納米粉體，用去離子水和乙醇交替洗滌，每次洗滌后采用離心機(jī)沉淀或抽濾設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾產(chǎn)物重新在去離子水，或乙醇中分散，反復(fù)過(guò)濾直到濾液PH值為7，最后一次用乙醇洗滌以方便干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的制備方法，其特征在于，所述干燥為對(duì)于得到的納米粉體，放在50 70°C的烘箱中烘干。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚苯胺包覆四氧化三鈷微球的一步合成方法。將苯胺單體、二價(jià)鈷鹽和表面活性劑溶于去離子水中攪拌。另取引發(fā)劑溶于另一盛有去離子水的燒杯中，滴加氨水調(diào)節(jié)pH值11～13，再以兩秒每滴的速度加入之前配制的溶液中，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)洗滌干燥得到聚苯胺包覆四氧化三鈷微球。本發(fā)明合成工序簡(jiǎn)單，形成的聚苯胺均勻包覆在四氧化三鈷微球表面。所得產(chǎn)物可應(yīng)用于在核磁共振成像、靶向藥物治療、生物分子及細(xì)胞分離、臨床診斷等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B01J13/02GK102974286SQ20121054920
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者劉璐, 閆志強(qiáng), 汪元元, 何丹農(nóng) 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司