[发明专利]一种磁性雪人状不对称Janus颗粒及其制备方法

权利要求书

1.一种磁性雪人状不对称Janus颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备种子乳液：将包含单体、交联剂和引发剂的油/水乳液加入聚苯乙烯(PS)空心球模板的分散液中，升温聚合得到聚合物复合种子乳液；

制备雪人状Janus颗粒：将包含含双键的硅烷偶联剂单体、引发剂和表面活性剂的乳液加入所述聚合物复合种子乳液中进行溶胀后，升温聚合诱导相分离，制备得到雪人状Janus颗粒；

疏水改性：对所述雪人状Janus颗粒的二氧化硅部分进行疏水改性；

亲水改性：对疏水改性后的雪人状Janus颗粒进行亲水改性，得到双亲雪人状Janus颗粒；

磁化：使磁性纳米颗粒附着在所述双亲雪人状Janus颗粒的表面，得到磁性雪人状不对称Janus颗粒；

其中所述磁性雪人状不对称Janus颗粒包括分别构成雪人状颗粒的两个球体的亲水部分和亲油部分，其中所述亲水部分包括经亲水改性的聚合物复合微球和附着在所述聚合物复合微球表面的磁性纳米颗粒，所述亲油部分包括经疏水改性的二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备种子乳液的步骤中，所述油/水乳液中的单体的含量为5％-20％；交联剂的含量为3％-10％；交联剂与单体的摩尔比为10/1-1/10，引发剂的质量浓度为0.2-10.0‰，表面活性剂的质量浓度为1.2-20‰；所述单体与交联剂的总量与聚苯乙烯空心球模板的质量比为5/1～5/5。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含双键的硅烷偶联剂单体为选自3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三氯硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三氯硅烷、3-烯丁基三甲氧基硅烷、3-烯丁基三乙氧基硅烷、3-烯丁基三氯硅烷中的一种或其任意组合中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述疏水改性通过使二氧化硅表面的硅羟基与硅烷偶联剂反应来进行。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为选自乙基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、正十八烷基三乙氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、三甲氧基(2-苯乙基)硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲氧基二苯基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、7-辛烯基三氯硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、二甲基十八烷基氯硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟十烷基三氯硅烷中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亲水改性通过对经疏水改性的雪人状Janus颗粒进行溶剂处理来进行，所述溶剂为水、浓硫酸、稀硫酸、SO₃的水溶液、氯硫酸、NaOH的水溶液或KOH的水溶液。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为浓硫酸。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁化步骤中，将双亲雪人状Janus颗粒分散到溶解有二价铁离子和三价铁离子的水溶液中，经吸附后，加入氨水，形成四氧化三铁纳米颗粒并附着在所述双亲雪人状Janus颗粒的聚合物复合微球一侧，从而获得磁性雪人状不对称Janus颗粒。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述水溶液通过将二价铁盐和三价铁盐溶解在水中制备；所述水溶液中二价铁离子与三价铁离子的摩尔比在0.8:1～1.2:1之间。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁和/或氯化亚铁，所述三价铁盐为硫酸铁、氯化铁和/或硝酸铁。