[发明专利]一种制备Fe3

说明书

本发明涉及涉及一种调控Fe₃O₄@PVP@PNIPAM光子晶体纳米链粒子间距的简易的、可控的方法，通过调节反应体系中聚丙烯酸水溶液浓度或/和甲叉双丙烯酰胺与N‑异丙基丙烯酰胺物质的量之比调控Fe₃O₄@PVP@PNIPAM磁性光子晶体纳米链的粒子间距，所述的聚丙烯酸水溶液浓度在0.33～1.09g/L范围内改变，甲叉双丙烯酰胺与N‑异丙基丙烯酰胺物质的量之比在0.01～0.1范围内改变。本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：1)其方法简单、高效、成本低、可控性及重复性好，易于工业应用推广。2)其亮度和色度调控范围广，调控方法简单、高效。

技术领域

本发明涉及磁性纳米材料技术领域，具体涉及一种调控Fe₃O₄@PVP@PNIPAM光子晶体纳米链粒子间距的简易的、可控的方法。

背景技术

相比于传统的无机颜料和有机染料，结构色具有环保、节能、不褪色、易调节等优点，在可视化传感、显示、防伪、伪装等领域具有重要潜在应用，磁性光子晶体作为一种重要的结构色材料，因制备方法简单、响应速率快、响应可逆等优点而备受关注。根据布拉格定律，一维磁性光子晶体纳米链的结构色主要由其粒子尺寸及粒子间距决定，目前基于超顺磁性四氧化三铁(Fe₃O₄)胶体纳米粒子的一维磁性光子晶体的制备及其颜色调控已取得重要研究进展。文献【Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50,3747–3750】公开了一种二氧化硅(SiO₂)包覆超顺磁性Fe₃O₄胶体纳米粒子的纳米链，在外磁场作用下，所得Fe₃O₄@SiO₂纳米链显示稳定的结构色，改变外磁场方向，可实现颜色的显示与隐藏，以不同尺寸的Fe₃O₄胶体纳米粒子为组装基元，可以制备红、绿、蓝三种颜色的纳米链。文献【Nanoscale,2017,9,3105-3113】公开了一种二氧化硅(SiO₂)包覆超顺磁性Fe₃O₄胶体纳米粒子的纳米棒，该纳米棒在不同磁场强度下基于对晶格缺陷的调控，实现了对颜色亮度的调控。改变制备过程中外磁场强度，可以制备具有不同粒子间距的纳米棒。专利【CN 104629232 A】和文献【Nano Lett.,2018,DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b04218】公开了一种响应性磁性光子晶体链，该光子晶体纳米链基于响应性凝胶层在外场刺激下的体积变化实现了颜色的动态、快速、可逆调控。目前磁性光子晶体纳米链的颜色控制主要是通过调节组装基元尺寸、外磁场强度及环境刺激来实现，这些方法存在工艺复杂、对设备及环境要求高等缺点，发展一种简单、高效、可控的方法制备不同颜色光子晶体纳米链具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种调控Fe₃O₄@PVP@PNIPAM磁性光子晶体纳米链粒子间距的方法，该方法无需改变粒子尺寸及外加磁场的大小，具有简单、高效、成本低、可控性及重复性好等优点，对不同颜色Fe₃O₄@PVP@PNIPAM磁性光子晶体纳米链的制备具有重要意义。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：调控Fe₃O₄@PVP@PNIPAM磁性光子晶体纳米链粒子间距的方法，包括有以下步骤：

S1将N-异丙基丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺、2-羟基-2-甲基苯丙酮分散于四氧化三铁胶体纳米粒子溶液中，超声混合均匀，形成预聚液；

S2取上述预聚液，向其中加入聚丙烯酸水溶液，超声混合均匀，施加外磁场后，进行紫外光引发聚合，反应结束后，离心分离产物并用乙醇洗涤，最后将所得Fe₃O₄@PVP@PNIPAM 磁性光子晶体纳米链分散于水或乙醇中；