[发明专利]一种介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳纳米管复合材料及其制备方法

说明书

本发明提出了一种介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳纳米管复合材料，该复合材料为核壳结构，化学结构式为MWCNT/CoFe₂O₄@mSiO₂；其为管状形貌，具有较强的磁性，磁敏感度强，比表面积极大。其制备方法是首先制备MWCNT/CoFe₂O₄磁性碳纳米管材，再利用MWCNT/CoFe₂O₄磁性碳纳米管材制备MWCNT/CoFe₂O₄@mSiO₂介孔复合材料，该制备方法便捷，合成条件、合成装置及技术流程简单。

技术领域

本发明涉及多功能纳米复合材料，具体涉及一种介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳纳米管复合材料，本发明还涉及该复合材料的制备方法。

背景技术

随着纳米科技的发展，纳米材料在日常生活中发挥着越来越重要的作用。特别是在疫病防控上，以纳米材料为载体的纳米载药系统是近年来研究的热点。纳米载体是以纳米尺度材料制成的，能够携带具有诊断和治疗用途的药物和基因分子的载体。碳纳米管具有纳米尺寸直径从零点几个至几十个纳米，具有大的内外比表面积，所以无论是将药物键合到其表面，还是吸附到其管内，都能达到较高的载药量，同时可以穿过细胞膜，跨越生物体内的多种屏障，到达各种生物器官，并最终进入到细胞内部。此外，还可以通过控制药物分子在碳纳米管上的连接方式实现药物的控释、缓释。随着各种修饰生物分子的纳米装置制作成功，作为一种新型医用材料已经进入应用研究领域。

随着现代科技的快速发展，单一的纳米材料已经不能满足人们的需求，现代材料发展的趋势是将两种或两种以上单一材料合成为一种性能优异的复合材料。因此，将碳纳米管与其它功能纳米颗粒复合，有望提高这些功能纳米颗粒的性能、赋予它们新的性能，得到性能更多更好的新型纳米复合材料。

近年来，磁性纳米材料因为具有磁性微粒的快速分离的优异特性，在生物、化学、医学等交叉科学领域具有广泛的应用，得到越来越多科研工作者的关注。在已报道的各类磁性纳米材料中，尖晶石型 CoFe₂O₄纳米磁性材料具有温和的饱和磁化强度(Ms)、高热稳定性和化学稳定性等特性。这些特性使得它在高密度信息储存、催化、生物靶向给药和磁共振影像等领域都有重要的应用。

原始碳纳米管由于其自身所具有的疏水结构，使其难以均匀分散于体液之中，容易在生物组织和细胞中聚集。如果采用化学方法对原始碳纳米管进行共价或非共价修饰，可以提高碳纳米管的溶解度，增强生物相容性。介孔二氧化硅材料具有较大的比表面积和孔容，优良的生物相容性和表面易于修饰等优点，在药物分子装载与输送、化学催化、生物分子筛选等领域得到了广泛关注。因此，在磁性碳纳米管表面通过共价键的作用方式包覆均匀的二氧化硅壳层，既可以解决其在溶液中的分散稳定性，又可以保护其自身结构，更重要的是二氧化硅表面富含的硅羟基易于化学修饰，可进一步改性。

说明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳纳米管复合材料，该复合材料磁敏感度强，比表面积极大；本发明还涉及该复合材料的制备方法，该方法便捷，合成条件、合成装置及技术流程简单。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种介孔二氧化硅包覆磁性多壁碳纳米管复合材料，该复合材料为核壳结构，其化学结构式为MWCNT/CoFe₂O₄@mSiO₂；经SEM、TEM测试结果表明该复合材料为管状形貌，通过SQUID-VSM 测试结果分别表明该复合材料具有较强的磁性。

该复合材料的制备方法为：