[发明专利]一种利用疏水纳米粒子自组装制备多功能纳米微球的方法有效

专利信息
申请号: 201110346637.2 申请日: 2011-11-04
公开(公告)号: CN102500297A 公开(公告)日: 2012-06-20
发明(设计)人: 韩志超;许杉杉 申请(专利权)人: 无锡中科光远生物材料有限公司
主分类号: B01J13/02 分类号: B01J13/02
代理公司: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 陈慧珍
地址: 214192 江苏省无锡*** 国省代码: 江苏;32
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 利用 疏水 纳米 粒子 组装 制备 多功能 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及纳米材料领域,特别是涉及一种利用疏水纳米粒子自组装制备的多功能纳米微球及其制备方法和在水中的分散。

背景技术

尺寸为微米或次微米级,具有两种或多种性质的多功能粒子是技术应用领域理想的材料,可用于能量收集转换、多式联运成像、检测及诊断和治疗领域。例如,嵌入磁性氧化铁和荧光量子点的纳米粒子微球作为多模式结合磁共振成像造影剂可实现光学检测和生物靶向,这项技术目前已经得到广泛研究。通过严格控制载入的量子点,得到的复合粒子具备光学和磁性可分离双功能性。将量子点换成惰性金属则可以制备出新型的具有磁共振和光热治疗功能的新型材料。磁性材料还可以跟纳米催化剂结合形成磁性可分离的纳米催化剂,这样可以实现催化反应后贵重催化剂的回收,减少均相催化和非均相催化的费用差距。

纳米粒子自组装是一种制备双功能、三功能以及多功能材料有效便利的方法,制备出来的复合材料克服了单组分材料的缺陷。通过将不同类的粒子结合在一起,不仅保留了单个粒子基于大小和形貌的功能,还能得到由于粒子之间相互作用而产生的新性质。传统的多功能结构的制备方式例如层-层组装方法仅仅局限于疏水纳米粒子,因为其强烈依赖于静电相互作用。层层之间纳米粒子通过化学键直接连接的方法也曾经尝试过,但仅限于某些特殊情况。因为大部分情况下使用的配位粒子都不含有活性功能基团使其可以发生进一步的反应。

CN 1746105 A公开了利用层层组装技术构造多组分纳米管,如利用两种物质间不同电性吸附的反应以及两种物质间可作用基团间的反应制备多组分纳米管。该材料包括:具有正电性以及负电性的化合物或生物分子,以正负电荷相互吸引作用,形成聚电解质的纳米管。以及具有氨基的化合物或生物分子、与具有酸酐基团(或羧基或酰氯等)的化合物或生物分子,采用化学键合的方法,使氨基和酸酐(或羧基或酰氯)的化合物之间形成酰胺键,形成管壁均匀、性质稳定的纳米管。该发明通过层层组装方法形成多组分的纳米管。尤其是利用两种物质间化学作用形成的纳米管,是由成膜性良好的高分子物质作基底,可以将成膜性能不好的功能化物质均匀铺展,使之具有光功能化、电功能化等基团。

很多技术领域重要的高品质纳米粒子,尤其是半导体(例如硒化镉、硒化锌、锑化镉)和金属氧化物(如γ-三氧化二铁,氧化锰,二氧化钛、二氧化锆)主要通过无机物前体在有机溶剂中高温裂解得到(一般温度是150-320℃)。这个制备过程使得最终制备出来的纳米粒子保留了原来的疏水性,不溶于水。因此很难将其像水溶性分子那样自组装形成功能化粒子。一般的,需要在纳米粒子表面将疏水基团变为亲水基团以增加其在水中的分散性。如CN 101830641 A公布了一种自组装纳米晶二氧化钛薄膜的制备方法,按下列步骤操作:(1)TiCl4醇体系的前驱溶液的配制;(2)衬底基片的清洗;(3)纳米晶二氧化钛薄膜的自组装和后处理;(4)双层纳米晶二氧化钛薄膜的自组装和后处理。本发明自组装制备的纳米晶二氧化钛薄膜形态规整、层次分明、孔隙多、成网络状、无龟裂,而且薄膜性能优良,特别适用于染料敏化太阳能电池,这种自组装的方法还可以得到纳米二氧化钛粉体副产品。这种制备方法的特点是工艺简单、价格低廉、环境友好、适宜于规模化生产。然而,配位体改性的过程一般涉及好几个过程,在大多数情况下这些都会对纳米粒子的物理性能产生不利的影响,因为新的亲水配体可能无法有效的将无机核部与水环境隔离。例如,采用各种亲水的配位体交换CdSe/ZnS表面的疏水氧化三辛基膦,都会引起量子效率的显著降低。而且,新的配位体会逐渐的从纳米粒子上解吸附从而导致纳米粒子的团聚和沉积。更重要的是,如果超过一种的纳米粒子需要用作自组装,每种纳米粒子在组装之前都要单独进行表面改性。

烷硫醇和金属表面之间具有强的配位作用,这项内容已经得到广泛研究且在金属表面单层膜的自组装形成中已经有所应用。有研究报道烷硫醇可以吸附在金属氧化物表面(如二氧化钛、氧化锌和二氧化锡)和半导体材料(磷化铟,砷化铟,铟化镓)。如CN 1664167 A公布了一种涂布金属表面的方法,其是将含有烷硫醇化合物和溶剂的溶液涂布到金属表面,形成自组装的单分子层,作为坚固的抗腐蚀屏障。所述烷硫醇化合物的通式为R(CH2)nSH,式中R是甲基、羧基、羟基、甲酰基或酰胺基,n为7~21,优选为12~18。近来,已经利用硫醇-金属的相互作用将纳米粒子固定在烷硫醇改性的固体物质上,而且通过将金纳米粒子自组装到硫醇功能化的二氧化硅胶体而将这些作用进一步延伸到胶体粒子上。但是,目前还没有利用硫醇与金属的相互作用制备具有良好的水分散性纳米粒子的简单方法。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于无锡中科光远生物材料有限公司,未经无锡中科光远生物材料有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201110346637.2/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top