[发明专利]一种负载金粒子的磁性纳米空心材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种负载金粒子的磁性纳米空心材料及其制备方法与应用，该磁性纳米空心材料为Au‑Fe₃O₄/PDA磁性纳米空心材料，壳层为PDA层，所述PDA层上附着Au纳米粒子和Fe₃O₄纳米粒子。制备方法具体为：利用多巴胺在SiO₂纳米材料表面形成PDA层，之后在PDA层上负载Fe₃O₄纳米粒子并刻蚀掉SiO₂纳米材料，形成磁性纳米空心材料，再在磁性纳米空心材料的PDA层上原位还原生成Au纳米粒子，即得到Au‑Fe₃O₄/PDA磁性纳米空心材料。与现有技术相比，本发明制备的磁性纳米金空心球具有易磁性回收、可催化降解有机染料的特性，在催化、载药释药、癌症化疗放疗等领域具有良好的应用价值，且制备合成方法简单易行，原料均可工业化生产，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种高分子材料和生物医学工程领域，具体涉及一种负载金粒子的磁性纳米空心材料及其制备方法与应用。

背景技术

近年来,有关负载型纳米金催化剂(简称金催化剂)的研究和开发日益活跃,为了获得高催化活性的金催化剂，纳米金可负载在Fe₃O₄，Fe₂O₃，TiO₂，Mn₂O₃，SiO₂等多种金属氧化物、分子筛、及碳纳米管等载体上。而近年来的研究表明,不论在何种载体上,金催化剂的催化性能主要取决于它们的大小、分布、结晶度和形态。然而，由于金纳米粒子具有高活性表面能和强范德华吸引力，导致金纳米粒子具有较强的聚集成大的团簇的倾向，尺寸和形状的变化严重影响了催化降解的活性。良好的金催化剂应具有高催化活性、良好的稳定性，同时应该易于分离，但是常规的分离，例如过滤和离心，通常需要复杂的操作和大量的产物损失。为解决以上问题，科研工作者将金纳米粒子与磁性纳米粒子结合在一起。裸露的金纳米粒子和磁性纳米粒子由于范德华力的存在容易团聚，目前研究比较多的组合方式主要为：磁纳米粒子在复合材料外表面上或作为中心。在实际应用过程中，外表面上的磁性纳米粒子易从衬底掉落，导致磁性损失；磁性纳米粒子作为核心易导致磁性降低。因此，找到合适的方法来将金纳米粒子和磁性纳米粒子有机结合，提高金催化剂的催化活性及可回收利用性，是具有实际意义的课题。

聚多巴胺(PDA)可通过多巴胺(DA)在轻度碱性环境中的自聚合得到，由于其生物相容性、粘附性和生物降解特性引起广泛关注。由于在DA中存在儿茶酚和氨基，PDA可以在各种基底上的聚合过程中形成，并且可原位还原Au³⁺和Ag⁺的金属离子而不需要额外的还原剂。近年来，空心复合材料因其表面与体积比、表面渗透率优异、承载能力强、密度低、形貌可控而引起了极大的兴趣。目前已经开发了用于制备中空复合材料的多种策略，传统的模板辅助方法是制备中空PDA纳米粒子的最常用的方法，但是大多需要复杂的操作，如需要使用一些特殊试剂(例如，HF)刻蚀或需要特殊的处理方法(例如，高温)。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种负载金粒子的磁性纳米空心材料及其制备方法与应用，获得了金纳米粒子和磁性纳米粒子同时存在的“一体化”催化剂，由于其结构及成分的特殊性，在催化、生物医学等领域将具有良好的发展前景。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种负载金粒子的磁性纳米空心材料，该磁性纳米空心材料为Au-Fe₃O₄/PDA磁性纳米空心材料，壳层为PDA层，所述PDA层上附着Au纳米粒子和Fe₃O₄纳米粒子。