[发明专利]一种四氧化三铁/聚苯乙烯/银纳米复合粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机无机纳米复合材料技术领域，涉及一种多功能四氧化三铁/聚苯乙烯/银纳米复合粒子作为表面增强拉曼散射基质的制备方法。

背景技术

有机无机纳米复合材料越来越受到关注，主要是因为这种复合材料综合了无机材料和有机材料的优良性能，因此可以广泛应用于汽车、建材、航天、航空、能源、环保、生物医学等重要领域。

自1973年第一次观察到表面增强拉曼散射现象以来，表面增强拉曼散射一直是人们的研究热点。表面增强拉曼散射作为一个强大的光谱技术，可以在不同的领域里广泛使用，其中包括分析化学，医药化学，表征微量化学以及生命科学等。表面增强拉曼散射主要是利用入射光源与表面增强拉曼散射活性基质相互作用产生的表面等离子近场极化，从而产生电磁增强，因此其拉曼光谱经常被作为极其敏感的分析技术，应用于生物化学，化工生产和环境监测。对于特定的分子，表面增强拉曼散射可以提供特定的振动特性，以及与结构和官能团有关的化学键信息。

传统的表面增强拉曼散射活性基质大多数都是一次性的，由于金、银等比较昂贵，因此使其不能作为一种常规的分析技术使用，从而限制了表面增强拉曼散射基质的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具检测、分离、可循环利用特性的多功能四氧化三铁/聚苯乙烯/银纳米复合粒子作为表面增强拉曼散射基质的制备方法。

本发明的多功能四氧化三铁/聚苯乙烯/银纳米复合粒子作为表面增强拉曼散射基质的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）、四氧化三铁纳米粒子的制备

将氯化铁、乙酸钠按照质量比1:3.5加入乙二醇和乙二胺的混合溶剂中，室温下搅拌0.5～1小时，然后混合液转移到反应釜中180～200 ℃反应12～24小时，产物离心分离，依次用无水乙醇和去离子水洗涤，50～80 ℃真空干燥，得到四氧化三铁纳米粒子；

（2）、四氧化三铁/二氧化硅复合粒子的制备

将步骤（1）中制备的四氧化三铁纳米粒子加入到乙醇、去离子水、28wt％氨水的混合溶液中，然后逐滴加入正硅酸乙酯，搅拌5～7小时，产物离心分离，用无水乙醇洗涤，40～60 ℃真空干燥得到四氧化三铁/二氧化硅复合粒子；

（3）、3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修饰的四氧化三铁/二氧化硅复合粒子的制备

将步骤（2）中制备的四氧化三铁/二氧化硅复合粒子加入到3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇的混合溶液中，室温下搅拌24～48小时，反应结束后，产物离心分离，用无水乙醇洗涤，40～60 ℃真空干燥得到3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修饰的四氧化三铁/二氧化硅复合粒子；

（4）、四氧化三铁/聚苯乙烯胶体粒子的制备

将步骤（3）中制备的复合粒子分散到去离子水和十二烷基硫酸钠的混合溶液中，通入氮气0.5～1.5小时，加入苯乙烯和二乙烯基苯的混合溶液，再通氮气10～40分钟，在60～80 ℃下加入的过硫酸钾溶液，反应5～10小时，产物离心分离，用无水乙醇洗涤，50～80 ℃真空干燥得到四氧化三铁/聚苯乙烯胶体粒子；

（5）、四氧化三铁/聚苯乙烯/银纳米复合粒子的制备

将步骤(4)中制备得到的四氧化三铁/聚苯乙烯胶体粒子分散到磷酸缓冲液中，加入聚乙烯亚胺，室温下搅拌0.5～1.5小时，产物用乙醇洗涤，将洗涤后的粒子重新分散到去离子水中，加入硝酸银，10～30分钟后，离心分离，用无水乙醇洗涤，得到的粒子再分散到去离子水中，80～1 00 ℃加热0.5～1.5小时，产物离心分离，用无水乙醇洗涤，得到四氧化三铁/聚苯乙烯/银纳米复合粒子。

上述技术方案中，所述的四氧化三铁纳米粒子的制备过程中，乙二醇和乙二胺的混合溶剂中乙二醇与乙二胺的体积比为2:1，其中乙二醇用量为氯化铁和乙酸钠总质量的3～6倍。

上述技术方案中，所述的四氧化三铁/二氧化硅复合粒子的制备过程中，无水乙醇、去离子水、28wt％氨水混合液中三者的体积比为1:0.1～0.25:0.01～0.0125，其中无水乙醇用量是加入的四氧化三铁纳米粒子质量的300～800倍，正硅酸乙酯用量为加入的四氧化三铁纳米粒子质量的0.1～0.3倍。

上述技术方案中，所述的3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修饰的四氧化三铁/二氧化硅复合粒子的制备过程中，所述的3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇的混合溶液中无水乙醇的体积是3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的100～150倍，无水乙醇用量是加入的四氧化三铁/二氧化硅复合粒子质量的600～1600倍。