[发明专利]一种新型磁性纳米功能材料及其应用

说明书

本发明公开了一种新型磁性纳米功能材料及其应用，所述新型磁性纳米功能性材料用于去除人体血液中氟碳表面活性剂，选取超顺磁性的磁性纳米颗粒作为基底材料，在其表面包覆惰性保护层，接着在惰性保护层上修饰有氟碳键以及聚乙二醇键，制得所述的磁性纳米功能材料。本发明采用强磁性的磁性纳米颗粒作为基底材料，这种基底材料可以采用很简单的方式快速与溶液分离，此外磁性纳米颗粒具有较好的生物相容性，并且所修饰的全氟聚醚链是无毒可降解的，这种功能纳米材料能够高效并且安全快速去除人体血液中的氟碳表面活性剂。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种新型磁性纳米功能材料及其应用，能够用于去除人体血液中氟碳表面活性剂。

背景技术

氟碳表面活性剂如全氟辛酸(PFOA)、全氟辛基磺酸(PFOS)、全氟-2-丙氧基丙酸铵(GenX)等，由于其优异的性能被大量使用于化工生产中，但是已有大量研究表明，全氟烷基物质对于生物体存在着巨大的安全隐患。由于氟碳表面活性剂具有极低的表面能并且氟碳键异常稳定，传统的降解方式例如吸附、光催化、催化氧化等方式对于氟碳表面活性剂的处理效果并不理想，有些甚至是没有选择性的。氟碳表面活性剂具有生物累积性和持续性，已经有大量的相关文献报道，在人体血液中已经检测到氟碳表面活性剂的存在，然而目前对于如何处理血液中的氟碳表面活性剂并没有很好的对策。虽然可以通过膜技术将血液中有害的小分子分离出体外，但膜技术对于氟碳表面活性剂没有选择性，并不能高效的将血液中的氟碳表面活性剂去除。从3M公司展示出的数据，长期接触PFOA的工人血液中其浓度可达5.2ppm，普通美国人血液中氟碳表面活性剂的浓度大约为4ppb。PFOA、PFOS、GenX能够诱发多种疾病，例如癌症、癌症、肝脏疾病、生殖疾病等。对于人体而言，氟碳表面活性剂是很难代谢到体外，PFOA的半衰期为3～4年，PFOS的半衰期为5年左右，因此它对于人体具有极大的健康隐患。对于如何降解人体血液中氟碳表面活性剂的方法目前并没有相关的文献报道以及一种合理的解决方式，因此设计一种能够去除人体血液中氟碳表面活性剂的材料具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种去除人体血液中氟碳表面活性剂的磁性纳米功能材料及其应用，以解决现有技术无法去除人体血液中氟碳表面活性剂的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种新型磁性纳米功能材料，所述新型磁性纳米功能材料可用于去除人体血液中氟碳表面活性剂，并通过以下方法制备得到：

1)改性：选用强磁性的MnFe₂O₄纳米颗粒作为基底材料，将磁性纳米颗粒放入有机溶剂中，随后加入多巴胺盐酸，在避光条件下进行反应后获得磁性纳米颗粒，将得到的磁性纳米颗粒使用钕磁铁分离，去除悬浮在溶液中的颗粒，得到改性磁性纳米颗粒；

2)包覆：在装有Tris-buffer缓冲溶液的反应器中加入所述改性磁性纳米颗粒和多巴胺盐酸，室温条件下搅拌一段时间，得到聚多巴胺包覆的磁性纳米颗粒材料；

3)亲水修饰：取步骤2)得到的聚多巴胺包覆的磁性纳米颗粒材料加入装有Tris-buffer缓冲溶液的反应器中，加入亲水基团后于20～30℃条件下开始反应，再用乙醇多次洗涤产物后得到修饰有亲水基团的磁性纳米颗粒材料；

4)氟碳修饰：取步骤3)得到的修饰有亲水基团的磁性纳米颗粒材料，加入有机溶剂中超声分散，然后加入全氟烷基聚醚物质以及吡啶，搅拌加热反应一段时间后，用乙醇溶液洗涤多次，干燥后得到修饰上氟碳键的所述新型磁性纳米功能材料。

优选地，所述MnFe₂O₄磁性纳米颗粒的粒径为5～100nm，磁性为70～150emu g^-1。

优选地，所述惰性保护层包括聚多巴胺、聚苯乙烯、SiO₂中的一种或多种。