[发明专利]一种超支化聚胺-酯接枝纳米四氧化三铁的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种超支化聚胺-酯接枝纳米四氧化三铁的制备方法。

背景技术

目前制备表面改性的纳米Fe₃O₄@SiO₂(TEOS改性的纳米Fe₃O₄)的方法如下：

5g Fe₃O₄分散在250ml异丙醇和20ml去离子水的混合溶液中，超声分散15min，随后向分散液中加入20ml氨水和33.3ml(正硅酸乙酯)TEOS。在室温下连续的机械搅拌12h，所得产品用外加磁场分离，并且用去离子水反复洗涤5次，最后，在真空烘箱中干燥。所得表面改性的纳米Fe₃O₄@SiO₂。

通过上面现有技术方案可以看出:用TEOS来改性纳米Fe₃O₄的方法虽然简单，但改性后的纳米Fe₃O₄表面是-Si-OH,-Si-OH极易水解发生水解后自聚成-Si-O-Si-，进而使其分散性降低，而且表面功能化的活性基团-OH减少，导致纳米Fe₃O₄应用与树脂或具有功能性的吸附材料方面需要进一步功能化变得困难，这些缺陷使得应用受到限制。

发明内容

本发明提供了一种超支化聚胺-酯接枝纳米四氧化三铁的制备方法，本发明所要解决的技术问题有以下几点：(1)纳米Fe₃O₄由于易团聚而应用受到限制，解决其分散性也是首要问题之一，由于超支化聚(胺-酯)具有良好的相容性，通过表面接枝改性的方法，可以进一步改善纳米Fe₃O₄的分散性；(2)超支化聚(胺-酯)改性纳米Fe₃O₄后，由于聚(胺-酯)带有高反应活性基团，使得纳米Fe₃O₄进一步功能化变得容易，使其具有更广泛的应用。

本发明采用如下技术方案：

本发明的超支化聚胺-酯接枝纳米四氧化三铁的制备方法的具体步骤如下：

(1)超支化单体的制备：

将二乙醇胺与丙烯酸甲酯混合，两者的重量比为1:0.8-1.2，然后将混合物溶于甲醇，甲醇体积是二乙醇胺体积的2倍，然后在35℃下搅拌反应4h，整个反应在氮气保护下，反应结束后旋蒸除去甲醇，用乙醚萃取三次，旋蒸除去乙醚，真空干燥48h，得到AB₂型单体；

(2)纳米Fe₃O₄的制备：

将Fe₃O₄分散在异丙醇和水中，Fe₃O₄与异丙醇、水的重量体积比为5:200-300:10-30g/ml，然后超声处理15min，再加入氨水、正硅酸乙酯，Fe₃O₄与氨水的重量体积比为5:10-30g/ml，Fe₃O₄与正硅酸乙酯的重量体积比为5:20-50g/ml，搅拌12h，得到改性的Fe₃O₄；

(3)纳米Fe₃O₄的表面接枝改性：

将步骤(2)改性的Fe₃O₄加入到步骤(1)得到的AB₂型单体中，超声分散，氮气保护下，加入体系总重量3-5％的对甲基苯磺酸120℃下反应8-12h，过滤洗涤，得到本发明的超支化聚(胺-酯)接枝纳米四氧化三铁。

步骤(1)中，优选二乙醇胺与丙烯酸甲酯的重量比为1:1.05。

步骤(1)中，所述的AB₂型单体为N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体。

步骤(2)中，优选Fe₃O₄与异丙醇、水的重量体积比为5:250:20g/ml。

步骤(2)中，优选Fe₃O₄与氨水的重量体积比为5:20g/ml，所述氨水的浓度为28wt％。

步骤(2)中，优选Fe₃O₄与正硅酸乙酯的重量体积比为5:33.3g/ml。