[发明专利]草莓状磁性复合纳米粒子及多层核壳结构磁性复合纳米粒子的制备方法

说明书

本发明涉及一种草莓状磁性复合纳米粒子及多层核壳结构磁性复合纳米粒子的制备方法，以聚合物纳米粒子为种子，通过热分解法在聚合物表面原位生长磁性纳米粒子，得到草莓状磁性复合粒子，再以此复合粒子作为种子，继续进行聚合反应和热分解反应，可制备具有多层结构可控的磁性复合纳米粒子。本发明方法的优势在于对聚合物种类包容性较大，适用于多种聚合物材料，且无需提前对聚合物纳米粒子进行表面处理，磁性纳米粒子可原位生成，尺寸较小，具有超顺磁性，对外加磁场响应性较好，可广泛应用于生物磁分离、催化、磁靶向药物释放、生物磁标记等生物医学领域。

技术领域

本发明属于磁性复合纳米粒子的制备方法，涉及一种草莓状磁性复合纳米粒子及多层核壳结构磁性复合纳米粒子的制备方法，先制备聚合物纳米粒子，以其为核，通过热分解法在其表面原位生长磁性纳米粒子，得到草莓状结构的复合粒子，再以此复合粒子为种子继续包覆，可得到草莓状或核壳状结构的多层复合纳米粒子，该制备方法对聚合物种类包容性较大，适用于多种聚合物材料，具有通用性。

背景技术

磁性复合纳米粒子是属于有机-无机复合纳米粒子中的一类，是指通过一定的方法将有机高分子聚合物纳米材料与无机磁性纳米材料结合在一起，得到一种结构特殊且兼具高分子聚合物材料的性能和磁性。这种材料拥有纳米粒子特有的表面效应和体积效应，有机材料的功能性和生物兼容性，以及磁性材料的易于分离提纯和回收再利用性。磁性复合纳米粒子作为一种新型功能材料在吸附分离、药物靶向、生物探针、固定化酶和细胞标记等多个领域有着广泛的应用前景。

磁性复合纳米粒子的制备方法一般有静电自组装法、种子乳液聚合法、化学转化法、包埋法和共沉淀法等。但是这些方法大多都是以磁性材料为核或者种子，再用有机聚合物进行包覆，而且复合之前需要对磁性纳米粒子或者聚合物纳米粒子进行表面处理，使其表面带有可相互作用的基团或离子，合成的原理和过程复杂，且这些方法均对原料的适用性不强，也难以形成草莓状或多层核壳结构，具有一定的局限性。草莓状磁性复合纳米粒子因其粗糙的表面和较大的比表面积，在吸附、催化领域和超疏水材料构筑方面具有较好的应用空间。而多层核壳结构磁性纳米粒子可引入多种功能单体，使其具备多重性能，也是具有良好应用前景的纳米材料。

磁性复合纳米粒子因其以上优异的特性而成为近年来的研究热点，但目前尚未报道过可在各种不同种类的聚合物表面原位生成磁性纳米粒子制备草莓状及多层核壳结构的磁性复合粒子的方法。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种草莓状磁性复合纳米粒子及多层核壳结构磁性复合纳米粒子的制备方法，无需提前对纳米粒子进行表面处理，可直接通过热分解法在聚合物粒子表面原位生成磁性纳米粒子，得到草莓状磁性复合纳米粒子，且该制备方法简单，具有通用性，适用于多种不同的聚合物材料，且易于放大，工艺稳定。

技术方案

一种草莓状磁性复合纳米粒子的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将单体、交联剂、引发剂、溶剂和表面活性剂以质量比为10～100∶0～15∶0.01～15∶0～200∶0～15混合，采用聚合方法制备聚合物纳米粒子；

步骤2：以聚合物纳米粒子作为种子，与铁源在溶剂中超声混合后置于容器中进行搅拌，通入惰性气体，随后将体系升温至30～105℃，保持10～30分钟，使原料充分溶解分散，同时去除体系中的水和氧气；所述聚合物纳米粒子、铁源、溶剂的质量比为1～10∶0.1～10∶20～100；

步骤3：对体系继续升温，以3～20℃/min的速度升温至130～380℃，并保持0.1～24 h；

步骤4：使体系自然降温至20～80℃，采用溶剂充分清洗产物，除去未反应的原料和溶剂，得到草莓状磁性复合纳米粒子。