[发明专利]环氧基磁性纳米硅球的制备方法及其应用

权利要求书

1.环氧基磁性纳米硅球的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：

（1）双表面活性剂修饰Fe₃O₄磁性纳米颗粒的制备：将一定摩尔比例的Fe²⁺盐、Fe³⁺盐和PEG6000溶解在体积比1:1～10:1的纯水－无水乙醇的混合溶液中，控制体系温度为40～70℃，除氧30min，整个反应在机械搅拌下进行；之后缓慢滴加碱液到反应体系中，使体系pH值达到10～11，搅拌反应30min后加入另外一种表面活性剂，随即将反应温度迅速升高到70～90℃，继续反应1～6h，终止反应，并在外加磁场的作用下快速分离出磁性颗粒，用去离子水清洗数次以去除未反应完全的化学物质，直至最后溶液的pH在7左右；

收集黑色颗粒，并进行冷冻干燥，备用；

（2）磁性纳米硅球的制备：准确称取一定量的步骤（1）所得的磁性纳米颗粒，用去离子水和无水乙醇稀释后，再加入一定量的NH₃·H₂O，形成混合溶液，且磁性纳米颗粒的浓度达到5mg/mL；在搅拌过程中逐滴加入正硅酸乙酯（TEOS），于40℃下搅拌12h；搅拌结束后，用磁铁收集复合微球，去离子水反复清洗，冷冻干燥，即制得经SiO₂包覆的磁性纳米硅球；

（3）环氧基修饰磁性纳米硅球的制备及活化：取一定量的步骤（2）所得的磁性纳米硅球，用体积比为1:1的去离子水和无水乙醇的混合溶液进行稀释，且磁性纳米硅球最终浓度达到1mg/mL，并用醋酸调节pH到4~5；之后向溶液中逐滴加入一定量的环氧基硅烷偶联剂A-187（其中A-187与无水乙醇的体积比为1：10），放入摇床中（设定温度为37℃，转速为150rpm）震荡吸附，反应24h；之后将反应后的磁性颗粒反复用水冲洗几次后用磁铁收集，待用；

（4）固定化金属离子亲和磁性纳米硅球制备：配制浓度为10mg/mL的FeCl₃·6H₂O溶液，加入准确称重的经环氧基修饰的磁性纳米硅球，并使其浓度达到5mg/mL，在室温下振荡吸附2h，使Fe³⁺与磁性纳米颗粒表面基团分子充分反应完全，即可得IMAN。

2.根据权利要求1所述的环氧基磁性纳米硅球的制备方法，其特征在于其中步骤（1）所述的可溶性的Fe²⁺化合物是四水氯化亚铁或七水硫酸亚铁；可溶性的Fe³⁺化合物是六水氯化铁；其中Fe²⁺与Fe³⁺的摩尔比为1:2～2:1，总铁离子浓度为0.03～0.5M。

3.根据权利要求1所述的环氧基磁性纳米硅球的制备方法，其特征在于其中步骤（1）所述的所用碱液为氨水或氢氧化钠或两者的混合物。

4.根据权利要求1所述的环氧基磁性纳米硅球的制备方法，其特征在于其中步骤（1）所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的任何一种，其中步骤（1）所述的表面活性剂与Fe³⁺的摩尔比为1：1。

5.根据权利要求1所述的环氧基磁性纳米硅球的制备方法，其特征在于其中步骤（2）所述的去离子水、无水乙醇、NH₃·H₂O的体积比为2:10:1，正硅酸乙酯TEOS与NH₃·H₂O的体积比为1:2。