[发明专利]一种新型二茂铁衍生物功能化磁性碳纳米管复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，涉及一种二茂铁衍生物功能化磁性碳纳米管的制备方法。 

背景技术

碳纳米管拥有良好的机械性能和物理性质，这与它独一无二的原子结构和强有力的碳-碳共价键有关。碳纳米管由于其独特的电学性能和物理特性被广泛的应用在生物领域，包括生物传感器、药物运输、基因传递等方面。碳纳米管之间强烈的范德华力使得它们通常团聚在一起而不是单独存在，使得碳纳米管不溶于大多数有机溶剂；与此同时，由于生物体系是一个水相环境，这也对碳纳米管在生物领域的应用造成了严重的阻碍。因此，为了增加碳纳米管在介质中的分散能力，有必要利用化学或者物理的方法在碳纳米管光滑的侧壁上连接一些分子、官能团使得其拥有更好的溶解性。

磁性氧化铁纳米粒子通常指的是超顺磁性四氧化三铁纳米粒子。在过去的十几年里，超顺磁性四氧化三铁纳米粒子被广泛应用于血液中重金属分离、药物释放、核磁共振（MRI）对比剂和生物传感器等诸多领域。以上这些应用不但要求氧化铁纳米粒子粒径要小于100nm，而且其粒径分布要均匀。在一些特别的领域，甚至要求氧化铁纳米粒子有优良的生物相容性，对生物体无毒副作用并且单分散性良好。只有将磁性氧化铁纳米粒子进行一定的功能化，才能在上述领域应用，因此，制备和功能化磁性氧化铁纳米粒子是磁性纳米粒子应用的关键。

细胞色素c是一种含血红素类氧化还原蛋白质，存在于生物体内地细胞质中，对细胞色素c的研究，可以揭示生物活性细胞膜内外的电荷传递机理。

发明内容

基于上述，本发明的目的在于提供一种新型二茂铁衍生物功能化磁性碳纳米管制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

1．一种新型二茂铁衍生物功能化磁性碳纳米管复合材料的制备方法，其步骤是：

a．将纯化过的1～10mg多壁碳纳米管超声分散在20ml乙二醇里，加入1.0～5.0g无水醋酸钠、0.2～0.8g FeCl₃·6H₂O和2.0～6.0g 1,6-己二胺，强烈搅拌至固体完全溶解，再将上述溶液转入聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150～300℃下保持5h，所得黑色固体用二次水洗涤三次，磁性分离，真空干燥得到Fe₃O₄-MWNTs固体；

b．取a步骤中所得一定量Fe₃O₄-MWNTs纳米粒子分散在0.5～2.0g·10ml^-1 的聚醚酰亚胺（PEI）水溶液中，超声0.5～3.0小时后强烈搅拌过夜，黑色固体用二次水洗涤3次，磁性分离，真空干燥，得到NH₂-Fe₃O₄-MWNTs；

c．将b步骤得到氨基功能化的NH₂Fe₃O₄-MWNTs 5～15mg分散在10ml水溶液中，加入1mg N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，搅拌1h，而后加入2～3mg 6-氨基己酸二茂铁和1mg碳酰二亚胺盐酸（EDC），溶液搅拌过夜，磁性分离产物，黑色固体用水洗涤2～3次，真空干燥得到Fc-Fe₃O₄-MWNTs纳米复合材料。

本发明优点是： 

1、本发明采用水热法一步制备了磁性碳纳米管，制备过程简单，合成中利用Fe₃O₄的磁性对磁性碳纳米管进行分离、纯化，方法简单，耗时短；

2、本发明利用聚乙烯酰亚胺包裹磁性碳纳米管，增加其在水中的溶解性，可改变磁性碳纳米管表面性质，使其与二茂铁衍生物的合成简单、易得；

3、本发明利用二茂铁衍生物功能化磁性碳纳米管，该材料对细胞色素c有很好的电催化效果。

附图说明

图1磁性碳纳米管的紫外表征（1）碳纳米管（2）Fe₃O₄（3）磁性碳纳米管

图2 磁性碳纳米管XRD表征

图3 聚乙烯酰亚胺包裹磁性碳纳米管的热重表征

图4 二茂铁衍生物功能化磁性碳纳米管的循环伏安法表征