[发明专利]噁嗪环修饰的Fe3O4@SiO2磁性纳米微球及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及噁嗪环修饰的Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米微球及其制备方法与应用，属于新材料技术领域。

背景技术

磁性纳米微球是一种新型的纳米功能材料，由于其粒径小、悬浮稳定性好、比表面积大、表面活性高、吸附能力强，既可以制成脂质体，也可被高分子材料包覆，进行化学修饰，作为其他功能性物质的载体。功能化磁性纳米微球是指通过一定的化学方法，把具有特定功能的化学基团（如-OH、-NH₂、-SH、-COOH、-CHO等）接枝到磁性纳米微球表面，而形成的磁性纳米微球。它既具有磁性纳米微球的磁性又具有表面特定化学基团的功能性。因此，这种功能化磁性纳米微球在分离工程、生物工程、生物医学和细胞学等诸多领域获得了一定程度的应用，显示出了广泛的应用前景。

近年来，功能化磁性纳米微球的研究是一个比较热门的课题，受到了国内外学者的普遍关注，其中功能化Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米微球的研究，是其中的一个重要方面。但由于Fe₃O₄在空气中耐氧化性比较差，所以在Fe₃O₄微球表面包覆一层致密的SiO₂的可以有效增强微球的耐氧化性。Farzaneh等制备了γ-氨丙基三乙氧基硅烷包覆的Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米微球，然后利用微球表面的氨基的配位性，再与Cu(en)₂I等反应，制备了具有高催化性能的磁性纳米微球，可以有效促进炔基化合物的氧化偶联反应（F.Farzaneh,Z.Shafie,E.Rashtizadeh,Reac Kinet Mech Cat(2013)110:119-129.）。Zhang等制备了硫醇基修饰的Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米微球，对Au（III）有很好的吸附效果（Y.Zhang,Q.Xu,S.Zhang,Separation and Purification Technology(2013)116:391-397.）。Zhang等制备了聚(1,2-二氨基苯)包覆的Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米微球，其磁性强度达到60～70emu/g，利用其吸附性能，可以快捷有效的除去水溶液中的As(III)、Cu(II)、Cr(III)等重金属离子（F.Zhang,J.Lan,Z.Zhao,Y.Yang,R.Tan,W.Song,Journal of Colloid and Interface Science(2012)387:205–212.）。

中国专利文献CN103028351A（申请号：201210514810.X）公开了苯磺酸修饰磁性微球及其制备方法和应用；首先合成四氧化三铁的磁性微球，然后加入过量的浓氨水和四乙氧基硅，以使四乙氧基硅在磁性微球表面水解聚合，得到Fe₃O₄/SiO₂磁性材料，最后加入过量的2-(4-氯磺酰苯基)-乙基三甲氧基硅烷的二氯甲烷溶液通过硅烷化反应得到表面修饰苯磺酸的磁性微球；制得的磁性微球粒径均匀、表面积较大、尺寸可控，在溶液中采用简单外加磁场作用即可实现固相和液相的快速分离，通过磺酸基的强静电相互作用和苯环的疏水作用可以从复杂基质中吸附弱碱性化合物。