[发明专利]一种磁饱和强度可控的超顺磁性复合微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁饱和强度可控的超顺磁性复合微球及其制备方法。

背景技术

由于磁性金属纳米粒子具有超大的比表面积，表面键态严重失配，从而产生许多活性 中心，具有非常高的表面活性，在空气中容易被氧化而失去磁性，另外在生物医学领域的 应用中，磁性纳米粒子容易聚集，必须采取措施来保护和稳定磁性纳米粒子，通过与其他 材料复合制备复合微球能够保持磁性纳米粒子的独特优越性，还能实现材料间功能性的集 成。随着纳米科技与生物医学日益深入的结合，磁性复合微球在细胞标记和分离、蛋白质 纯化、靶向药物、固定化酶、生物检测、磁共振成像等领域展现出广泛的应用前景。特别 是在生物医药领域，无论应用于体内还是体外，由于超顺磁性复合微球对磁信号具有快速 又敏锐的反应能够方便的对其进行操控和检测，因此高磁饱和强度的超顺磁性复合微球的 制备成为了当今纳米材料制备领域的热点。

现有的制备超顺磁性复合微球的方法无法满足粒径均一、形态可控的高磁饱和强度的 要求。为了解决目前这些问题，急需发展一种简单、高效的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁饱和强度可控的超顺磁性复合微球的制备方法。

本发明提供的磁饱和强度可控的超顺磁性复合微球的制备方法，具体步骤如下：

(1)将聚合物微球分散在分散液中，将金属盐直接加入到聚合物分散液中，在40～100 ℃下反应10-24小时后再加入过量的助络合剂，保持温度继续反应16-48小时。反应结束 后，用去离子水沉淀反应液，将沉淀液抽滤，并用去离子水洗(一般为3次)，将得到的含 金属离子的聚合物微球真空干燥，备用；整个体系按照重量计算，聚合物微球占1～10％， 金属盐占1～20％，助络合剂占1～40％，其余为溶剂，其总重量满足100％；

(2)将步骤(1)得到的含金属离子的聚合物微球在管式炉内，在氮气气氛下，在500～ 1200℃下热处理1～5小时，即得到所需产品。

本发明中，步骤(1)所述聚合物微球为含有氰基、硝基或磺酸基的聚合物微球，粒径范 围在100nm～5μm。

本发明中，步骤(1)所述聚合微球的分散液溶剂为乙醇、甲苯或N，N-二甲基甲酰胺的一 种或几种。

本发明中，步骤(1)中所述金属盐为钴、铁、镍的二价和三价氯盐、硝酸盐或硫酸盐中 任一种，如CoCl₂、CoCl₃、Co(NO₃)₂、Co(NO₃)₃、CoSO₄、Co₂(SO₄)₃、FeCl₂、FeCl₃、Fe(NO₃)₂、 Fe(NO₃)₃、FeSO₄、Fe₂(SO₄)₃、NiCl₂、NiCl₃、Ni(NO₃)₂、Ni(NO₃)₃、NiSO₄和Ni₂(SO₄)₃。

本发明中，步骤(1)中所述助络合剂为亚硝酸盐、硝酸盐或乙酰丙酮盐中任一种。

利用本发明方法得到的磁饱和强度可控的超顺磁性复合微球，该复合微球为金属纳米 粒子/碳复合微球，其粒径为100nm～5μm，它是通过调节金属离子在络合微球中的含量， 从而调控最后形成的超顺磁性复合微球的磁饱和强度，磁饱和强度在0～200emu/g可控。

本发明的磁饱和强度可控的超顺磁性复合微球是通过在聚合物模板微球分散液中络 合金属离子，加入助络合剂提高金属离子的络合量，改变金属离子浓度、助络合剂种类、 助络合剂浓度，从而控制金属离子在络合微球中的含量，最后对复合微球进行热解生成超 顺磁性金属纳米粒子/碳复合微球。