[发明专利]含有磁性或金属纳米晶的形貌可调的纤维

摘要

本发明涉及一种含有磁性或金属纳米晶的形貌可调的纤维，纤维基质中均匀分布着纳米颗粒，纳米颗粒为磁性纳米晶和金属纳米晶中的一种或几种；其组成及形貌特征包括：a)其纤维基质由镉离子和巯基乙酸形成的复合材料组成；b)所述纳米晶均匀分布于纤维中；c)所述纳米晶在嵌入纤维前包覆杂化的SiO2壳；d)其纤维的形貌为棒状、线状、带状、片状或管状；制备方法为：镉离子(Cd2+)和巯基乙酸(TGA)形成的簇的前驱物的制备；纳米晶的杂化溶胶凝胶SiO2层的包覆；利用室温下水溶液中的晶体生长技术，制备本发明的纤维。由于磁性及金属纳米晶所具有的特殊性能，本发明所述的材料在医药、生物领域将会产生很高的应用价值，例如含磁性纳米晶的管状纤维可用于药物传递。此外，这些纤维还可以被用于催化技术及用作电导材料。

主权项

一种含有磁性或金属纳米晶的形貌可调的纤维，其特征在于：纤维基质中均匀分布着纳米颗粒，纳米颗粒为磁性纳米晶和金属纳米晶中的一种或几种；其组成及形貌特征包括：a)其纤维基质由镉离子和巯基乙酸形成的复合材料组成，纤维基质中含有H，S，C，O，Cd，Si成份，化学成分的摩尔比为Cd1S1-6C2-12H3-24O2-12Si0.01-6；b)所述纳米晶均匀分布于纤维中，在纤维中的浓度为10-6M到0.01M，纳米晶的尺寸从1纳米到20纳米；c)所述纳米晶在嵌入纤维前包覆杂化的SiO2壳，壳的成分在于溶胶凝胶SiO2中含有Cd2+离子，巯基乙酸及Cd2+离子和巯基乙酸形成的复合体；d)其纤维的形貌为棒状、线状、带状、片状或管状；纤维的长度从5微米到500微米，纤维的直径从5纳米到1微米，管状纤维的内部直径从2纳米到200纳米；e)所述的磁性纳米晶为Fe3O4、Fe2O3、CoFe2O4、MnFe2O4、NiFe2O4、CoCrFeO4、FeCo、Co、PtCo、FePt；所述的金属纳米晶为Au，Ag，Pt，Cu及其合金；所述的纤维采用步骤1)，2)和3)或者步骤1)，2)和4)制成：1)镉离子和巯基乙酸形成的簇的前驱物的制备称取氧氯化镉或醋酸镉，及巯基乙酸溶解到水里，巯基乙酸和镉离子的摩尔比为1～4∶1，用氢氧化钠调整pH值在8～11的范围内，在室温下放置一到两星期，可得到巯基乙酸和镉离子形成的簇或纳米线，其化学式为Cd(SCH2COOH)x，x＝1～4；2)纳米晶的杂化溶胶凝胶SiO2层的包覆取步骤1制备的巯基乙酸和镉离子形成的簇或纳米线溶液0.5～2mL，滴加纳米晶的胶体溶液0.01～0.1mL，加入正硅酸乙酯10～100μL，加入氨水40～100μL做催化剂，磁力搅拌3小时或超声分散3小时，得到杂化的SiO2包覆的纳米晶，将上述溶液稀释1到10倍得到最终混合溶液；整个过程中投入的主要原料相对最终混合溶液的浓度为：巯基乙酸0.005～0.04M；正硅酸乙酯0.005～0.11M；纳米晶0.4～4.9×10-7M；3)水溶液回流反应制备技术制备形貌可调的纤维将步骤2制备的最终混合溶液回流0.5到4小时，离心分离，得到含有纳米晶的纤维；4)利用室温下水溶液中的晶体生长技术，制备本发明的纤维将步骤2制备的最终混合溶液在室温下放置1周到3个月后，得到本发明所述的纤维。