[发明专利]一种磁性阴离子瓜尔胶和埃洛石复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机和天然高分子复合粉体及其制备技术，更具体地说，涉及一种用阴离子瓜尔胶制备的磁性埃洛石复合材料及方法。

背景技术

埃洛石是天然的粘土矿物的一种，属高岭石的变种，所以也称为变高岭石。它是高岭石的片层在天然条件下卷曲而成，主要以纳米管状的形态存在于自然界中。埃洛石纳米管(HNT)是双层1∶1型铝硅酸盐材料，HNT的片层是由外层的硅氧四面体和内层的铝氧八面体规则排布而成，HNT的外表面主要是由Si-O-Si键组成，内壁则主要是铝羟基。在HNT的结晶边缘或管的端面上存在硅/铝羟基，而在结晶结构的内部也存在少量的包埋羟基。天然中空纳米管状结构使HNT成为优良的吸附剂，因此可以利用其中空的结构来装载某些物质并在一定的条件下进行缓释。其中埃洛石纳米管对药物本身具有较好的缓释作用，可用于小分子药物的包覆制备缓释药物。另外，埃洛石纳米管无毒、生物相容性良好，先后用于研究具有缓释作用的密封剂、驱虫剂、化妆品、抗菌涂料和染料污水吸附剂。但是纳米尺度使HNT很难回收再利用，造成浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种绿色环保、操作简便、低成本低成本磁性HNT复合材料及其制备方法，即用天然多糖衍生物——阴离子瓜尔胶(AGG)作为稳定剂制备磁性纳米Fe₃O₄并防止纳米Fe₃O₄团聚，提高生物相容性，扩展其在生物医药和环保领域的应用。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种磁性阴离子瓜尔胶和埃洛石复合材料及其制备方法，将阴离子瓜尔胶与HNT复合，阴离子瓜尔胶作为纳米Fe₃O₄的稳定剂，在水相中用溶液沉淀法制备纳米Fe₃O₄/AGG/HNTs复合材料，具体来说按照下述步骤进行：

首先，将AGG分散在水中，质量浓度为0.1％-1％；在搅拌下加入HNT，使其质量浓度为0.1％-1％，持续搅拌至少2小时

然后，将FeCl₃·6H₂O和FeSO₄·7H₂O加入上述分散溶液，在惰性气体保护下恒温水浴50-80℃搅拌，优选60-70℃

再向上述体系中并滴加氨水，以生成磁性纳米颗粒，溶液的pH值控制在10-11，在65-80℃继续反应2-4小时，优选70-75℃；冷至室温后用磁铁将产物分离出来；用蒸馏水洗涤，然后烘干得到HNT-AGG-Fe₃O₄复合材料粉体。

采用HNT复合磁性颗粒(四氧化三铁)和本发明的复合材料进行性能如下比较：首先，如图1所示，HNT-Fe₃O₄and HNT-AGG-Fe₃O₄在水中的分散情况。当二者同时加入水中，均无沉淀；静置24小时后，HNT-Fe₃O₄在水中几乎完全沉淀下来，溶液变为澄清，而HNT-AGG-Fe₃O₄有少量的沉淀。这说明HNT-AGG-Fe₃O₄在水中的分散性比HNT-Fe₃O₄好。因为改性后的HNT-AGG/Fe3O4复合物中AGG的具有较好亲水性，所以沉淀较少。当在外加磁场作用下，HNT-Fe₃O₄和HNT-AGG-Fe₃O₄都被吸引到磁铁的一侧，溶液立刻变得澄清。