一種水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法。本發(fā)明屬于納米功能材料領(lǐng)域，本發(fā)明解決了溶劑熱法制備Fe3O4空心球?qū)е碌乃苄圆畹膯栴}，本發(fā)明在現(xiàn)有的溶劑熱合成四氧化三鐵方法的基礎(chǔ)上通過加入少量的十二烷基硫酸鈉，使制備出的Fe3O4空心球具有了很好的水溶性，該方法操作方法簡單，成本低，利于大規(guī)模生產(chǎn)，又由于合成出的Fe3O4空心球表現(xiàn)出超順磁性，因此其在生物應(yīng)用方面的價值也得到了提高。
【專利說明】
一種水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于納米功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Fe3O4磁性納米材料，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與性能，在許多領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景，尤其在生物，醫(yī)療等領(lǐng)域更是引起了廣泛關(guān)注。在眾多不同形貌的Fe3O4納米材料中，F(xiàn)e3O4空心球具有密度低，比表面大，穩(wěn)定性高以及優(yōu)秀的磁學(xué)性能，在藥物運(yùn)輸領(lǐng)域具有特殊的應(yīng)用前景。Fe3O4空心球的制備方法較多，其中采用溶劑熱法制備Fe3O4空心球頗為廣泛，但由于有機(jī)溶劑的引入，通常會導(dǎo)致Fe3O4空心球水溶性較差，限制其在生物領(lǐng)域的應(yīng)用，而且制備所需時間較長，成本高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決溶劑熱法制備Fe3O4空心球?qū)е碌乃苄圆畹膯栴}，本發(fā)明提供了一種水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法，具體方法如下:
[0004]I)將三價鐵鹽加入乙二醇溶液中攪拌溶解；
[0005]2)加入醋酸鈉，攪拌混合均勻；
[0006]3)加入十二烷基硫酸鈉(SDS)，攪拌混合均勻；
[0007]4)將步驟3)中所得混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在180?200°C條件下反應(yīng)5?14小時；
[0008]5)經(jīng)冷卻、洗滌、干燥后得到Fe3O4空心球。
[0009]其中，十二烷基硫酸鈉、三價鐵鹽和醋酸鈉的摩爾比為3?9:30:100;乙二醇的加入量為足以溶解三價鐵鹽和醋酸鈉的量，優(yōu)選加入量為使三價鐵鹽與乙二醇的摩爾體積比是0.lmol/L;反應(yīng)釜的填充度為50?90%。
[0010]所述三價鐵鹽優(yōu)選六水合三氯化鐵；
[0011]所述醋酸鈉優(yōu)選三水合醋酸鈉。
[0012]在步驟4)溶劑熱合成時的溫度優(yōu)選200°C，反應(yīng)時間優(yōu)選10小時。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]而通過改進(jìn)溶劑熱法，加入十二烷基硫酸鈉(SDS)，不但可以縮短Fe3O4空心球的制備時間，且可以改善Fe3O4空心球的水溶性，該方法操作方法簡單，成本低，利于大規(guī)模生產(chǎn)，又由于本發(fā)明方法制備出的Fe3O4空心球還表現(xiàn)出了超順磁性，因此其在生物應(yīng)用方面的價值也得到了提高。
【附圖說明】
[0015]圖1是實(shí)施例1制備的Fe3O4空心球的X射線衍射圖譜，橫坐標(biāo)為2Θ(單位為。)，縱坐標(biāo)為相對衍射強(qiáng)度。
[0016]圖2是實(shí)施例1制備的Fe3O4空心球的掃描電鏡照片。
[0017]圖3是實(shí)施例1制備的Fe3O4空心球的透射電鏡照片。
[0018]圖4是實(shí)施例1制備的Fe3O4空心球的磁滯回歸曲線，橫坐標(biāo)為磁場強(qiáng)度(單位為Oe)，縱坐標(biāo)為磁化強(qiáng)度(單位為emu/g)。
[0019]圖5是實(shí)施例1制備的Fe3O4空心球的水溶性照片，圖中分層溶液上層為環(huán)己烷(cyclohexane)，下層為水(water)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面以實(shí)施例的形式對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步解釋和說明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]將1.62g FeCl3.6H20加入到60mL乙二醇溶液中，機(jī)械攪拌30分鐘，使其完全溶解形成黃色溶液，然后將2.7g NaAc.3H20加入到黃色溶液中，持續(xù)機(jī)械攪拌I小時，形成混合溶液。將0.1839g十二烷基硫酸鈉加入到上述混合溶液中，繼續(xù)機(jī)械攪拌I小時，獲得最終的前驅(qū)體溶液。然后將前驅(qū)體溶液裝入容積為10mL的內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在2000C下反應(yīng)1h。溶劑熱反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，取出產(chǎn)物，洗滌干燥，獲得最終樣品。結(jié)構(gòu)與形貌表征
[0023]圖1中的特征峰分別對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDS 19-0629)的(220)、(311)、(222)、(400)、(422)、(511)、(440)、(620)、(533)和(444)晶面相對應(yīng)，且沒有雜峰出現(xiàn)，由此可見樣品是純度較高的Fe3O4晶體。
[0024]從圖2中可以看出樣品是有許多直徑為600nm左右表面相對粗糙的球狀體組成。
[0025]從圖3中可以看出，F(xiàn)e304小球為空心結(jié)構(gòu)。
[0026]性能表征
[0027 ]從圖4可以看出Fe3O4空心球的飽和磁化強(qiáng)度相對較高，且由于矯頑力和剩磁為零，樣品顯示出超順磁性。
[0028]將Fe3O4空心球分散在水和環(huán)己烷的混合溶液中，靜置一會兒，出現(xiàn)分層現(xiàn)象，得到圖5，圖5中Fe3O4空心球均勻的分散在水層中，由此證明所制備的Fe3O4空心球具有較好的水溶性性能。
[0029]實(shí)施例2
[0030]將1.62g FeCl3.6H20加入到60mL乙二醇溶液中，機(jī)械攪拌30分鐘，使其完全溶解形成黃色溶液①，然后將2.7g NaAc.3H20加入到黃色溶液中，持續(xù)機(jī)械攪拌I小時，形成混合溶液②。將0.3677g十二烷基硫酸鈉加入到上述混合溶液中，繼續(xù)機(jī)械攪拌I小時，獲得最終的前驅(qū)體溶液。然后將前驅(qū)體溶液裝入容積為10mL的內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在2000C下反應(yīng)1hο溶劑熱反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，取出產(chǎn)物，洗滌干燥，獲得最終樣品。
[0031]實(shí)施例3
[0032]將1.62g FeCl3.6H20加入到60mL乙二醇溶液中，機(jī)械攪拌30分鐘，使其完全溶解形成黃色溶液①，然后將2.7g NaAc.3H20加入到黃色溶液中，持續(xù)機(jī)械攪拌I小時，形成混合溶液②。將0.5191g十二烷基硫酸鈉加入到上述混合溶液中，繼續(xù)機(jī)械攪拌I小時，獲得最終的前驅(qū)體溶液。然后將前驅(qū)體溶液裝入容積為10mL的內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在2000C下反應(yīng)1hο溶劑熱反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，取出產(chǎn)物，洗滌干燥，獲得最終樣品。
[0033]實(shí)施例4
[0034]除以上實(shí)施例外本發(fā)明在溶劑熱合成的溫度條件可參照現(xiàn)有的方法，在180?200°C條件下反應(yīng)5?14小時的條件下均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。
【主權(quán)項】
1.一種水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法，具體方法如下: 1)將三價鐵鹽加入乙二醇溶液中攪拌溶解； 2)加入醋酸鈉，攪拌混合均勻； 3)加入十二烷基硫酸鈉，攪拌混合均勻； 4)將步驟3)中所得混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在反應(yīng)溫度180?200°C條件下反應(yīng)5?14小時； 5)經(jīng)冷卻、洗滌、干燥后得到Fe3O4空心球； 其中，十二烷基硫酸鈉、三價鐵鹽和醋酸鈉的摩爾比為3?9:30:100，乙二醇的加入量為足以溶解三價鐵鹽和醋酸鈉的量，反應(yīng)釜的填充度為50?90%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法，其特征在于，所述的三價鐵鹽為六水合三氯化鐵。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法，其特征在于，所述醋酸鈉為三水合醋酸鈉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法，其特征在于，在步驟4)中反應(yīng)溫度為200 °C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法，其特征在于，在步驟4)中反應(yīng)時間為1小時。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性超順磁性四氧化三鐵空心球的制備方法，其特征在于，三價鐵鹽與乙二醇的摩爾體積比為0.lmol/L。
【文檔編號】B82Y40/00GK105883934SQ201610242802
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】楊景海, 潘夢蕖, 楊麗麗, 曹健, 王健
【申請人】吉林師范大學(xué)