[发明专利]纳米复合材料的原位制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种复合材料技术领域的制备方法，具体涉及一种纳米复合材料的原位制备方法。

背景技术

具有磁性功能的介孔二氧化硅药物传输体系，在定点控制释放等很多方面都有潜在的应用，它可以将药物引导到病变组织来实现定点药物释放。曾有报道以磁性的铁氧化物为门来控制基因在介孔材料中的释放。Lin等就报道了以超顺磁性的四氧化三铁纳米粒子为帽状控制开关的MCM-41药物释放体系。还有研究者报道了用市场上买来的磁性纳米粒子作为核的介孔二氧化硅复合材料，作为生物分离和催化剂的载体材料。然而，这些报道的体系基本上都是以孔道直径仅为2-4nm的介孔MCM-41为基体，很难用于装载大分子量的药物，并且磁性粒子形成和介孔二氧化硅的自组装过程是分别、独立完成的，所以材料的最终形态比较难控制。

在具有较大孔道直径的SBA-15材料中(4-30nm)，我们研究了用亲水性的铁前驱体原位自组装的方法生成含有磁性粒子的药物释放体系。发现由于FeCl₂的亲水性，无法组装到嵌段共聚物P123形成的纳米微球中，导致最终体系的磁性粒子含量较低，不具有明显的磁性。同时，在自组装过程，亲水性铁前驱体主要存在于嵌段共聚物P123形成的胶束外表面，最终体系的孔道直径仅有4nm左右。因此，就有必要去探究其它更为优秀的方法，来合成具有更大孔道直径和较高磁性粒子含量的体系。此发明所报道的制备方法能够解决上述问题，从而得到同时具有磁性、温敏效应的有序纳米孔聚合物-无机纳米复合材料。

经对现有技术文献的检索发现，《Advanced Functional Materials》(《功能性前沿材料》)，于2005年，15期，1377页上报道的“One-step synthesis of highly orderedmesoporous silica Monoliths with metal oxide nanocrystals in their channels”(“一步法合成孔道中具有金属氧化物纳米晶的介孔二氧化硅块体”)：这种方法基于金属离子与嵌段共聚物中的-O-基团相互作用而形成的络合物的组装而得到的，纳米Fe₂O₃紧密排列在二氧化硅的孔道中，形成似丝状形貌，所用磁性前驱体的水溶性，导致组装复合材料中的氧化铁的含量有限，由于没有提供磁性测试结果，最终材料是否具有磁性不得而知。同时形成的纳米三氧化二铁由于占据了孔道，所得的复合材料的孔径只有5.2-5.9nm，不适合较大分子的吸附和装载。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种纳米复合材料的原位制备方法。在介孔材料的自组装过程中原位生成磁性纳米粒子，合成具有较大孔道直径和较高磁性粒子含量的纳米复合体系，同时，在介孔孔道中设计了温敏聚合物，该体系具有磁性能和温度刺激响应性能，可应用于药物装载。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明具体包括如下步骤：

步骤一，取1份-5份的嵌段共聚物P123(EO₂₀PO₇₀EO₂₀)溶于2M盐酸中；缓慢加入1份-5份含铁的前驱体Fe(CO)5，并搅拌1h；接着，在搅拌条件下加入4份-8份正硅酸乙酯(TEOS)，并在30℃-50℃下继续搅拌20h-25h，移至烘箱中；过滤，将得到的沉淀物放置在室温下干燥，转至450℃-550℃的马弗炉(市售)中煅烧6h，再将得到的褐色粉末放置在420℃-480℃的真空炉中热处理4h，最后就得到了具有磁性的纳米孔材料。

步骤二，将溶解在酒精中的1/10份-2份的异丙基丙烯酰胺(NIPA)，缓慢滴加入上述具有磁性的纳米孔材料中，通过“冷冻-脱气-解冻”循环法处理三次；接着充氮气以赶走反应体系中的氧气，然后升温至75℃-85℃反应24h，最后，将得到深褐色粉末，用酒精冲洗，洗去包附在孔道外部的聚合物，过滤干燥，得到最终的有序纳米孔聚合物-无机纳米复合材料。

步骤一中，所述的嵌段共聚物P123溶于2M盐酸，其条件是：搅拌2h。

所述的搅拌，是在30℃-50℃温度范围内进行。

步骤一中，所述的移至烘箱，其条件是：静止24h。

所述的条件，具体是在70℃-90℃温度下静止24h。

所述的“冷冻-脱气-解冻”循环法，具体是：通过冷冻、脱气、解冻的循环达到将沸点高的液态物质引入孔道中，同时从体系中除掉挥发性溶剂。