[发明专利]一种四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛/银纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机/无机纳米复合材料，尤其涉及一种四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛/银纳米复合材料作为表面增强拉曼散射基质的制备方法。

背景技术

有机/无机纳米复合材料是指一种或多种组分以纳米量级的微粒，即接近分子水平的微粒复合于有机基质中构成的一类新型复合材料，这种复合会产生纳米效应、尺寸效应等现象，使复合材料不仅保持有机物和无机物各自的优点，而且具备单一有机物或无机物不具备的性能，因此有机/无机纳米复合材料在力学、热学、光学和生物学等方面具有重要的应用。

表面增强拉曼散射是一种强有力的分析工具，因其灵敏度高、能够获得被检测物的指纹信息而被广泛应用于监测电化学吸附、生物医学、催化监测、环境监测、检测联用技术和传感器等领域，目前常用的制备具有表面增强拉曼散色活性基质的方法有真空溅射法、纳米粒子组装法、纳米平版印刷法、化学法、静电纺丝发和原电池置换法等，P.Vukusic等在《Nature》杂质2003,424,852报道了采用化学沉积法将银离子还原出来沉积在固体基底上制备出纳米尺寸的表面增强拉曼散射活性基质，Greighton等人在1979年通过金属溶胶颗粒法使聚合物在金溶胶、银溶胶中吸附的表面增强拉曼散射，Y.Saito等人在《Langmuir》杂志2002,18,2959-2961报道了利用化学刻蚀法将银箔浸泡在硝酸等强腐蚀溶液中，使其表面的原子在强酸环境下化学溶解，达到表面粗糙化处理制备出表面增强拉曼散射活性基质。

从循环使用方面考虑，表面增强拉曼散射基质不仅要考虑增强因子，更要重视活性基质的可重复使用性，传统的表面增强拉曼散射活性基质都是一次性使用，从而限制了表面增强拉曼散射基质的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具检测、分离、可再生特性的多功能四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛/银纳米复合粒子作为表面增强拉曼散射基质的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛/银纳米复合材料的制备方法，包括步骤：

（1）四氧化三铁纳米粒子的制备

     将氯化铁、乙酸钠、柠檬酸钠按照质量比1：0.5～1.5:0.1～0.5加入乙二醇中，进行超声分散，在120～180℃下搅拌0.5～1.5小时，然后混合液转移到反应釜中180～220℃反应10～20小时，产物经离心分离后，依次用无水乙醇和去离子水洗涤，50～80℃真空干燥，得到四氧化三铁纳米粒子；

（2）3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修饰的四氧化三铁纳米粒子的制备

      将步骤（1）中制备的四氧化三铁纳米粒子加入到无水乙醇、去离子水、3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的混合溶液中，进行超声分散，加入28wt％氨水，在50～80℃下搅拌18～36小时，产物经离心分离后，依次用无水乙醇和去离子水洗涤，50～80℃真空干燥得到3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修饰的四氧化三铁纳米粒子；

（3）四氧化三铁/聚苯乙烯复合粒子的制备

     将步骤（2）中制备的3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷修饰的四氧化三铁纳米粒子分散到去离子水中，通氮气20～50分钟，加入苯乙烯和二乙烯基苯的混合溶液，搅拌，在60～80℃下加入过硫酸钾溶液,反应8～12小时，产物经离心分离后，依次用无水乙醇和去离子水洗涤，50～80℃真空干燥得到四氧化三铁/聚苯乙烯复合粒子；

（4）四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛复合粒子的制备

      将步骤（3）中制备的四氧化三铁/聚苯乙烯复合粒子加入到无水乙醇和乙腈的混合溶剂中，加入28wt％氨水形成悬浮液，将无水乙醇、乙腈和钛酸四丁酯的混合溶液逐滴加到上述悬浮液中，搅拌5～10小时，产物经离心分离后，用无水乙醇洗涤得到四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛复合粒子；

（5）四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛/银纳米复合粒子的制备

    将步骤（4）中制备的四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛复合粒子加入到去离子水中，将硝酸银、28wt％氨水、氢氧化钠按质量比0.5～1.0:1:0.1～0.3加入上述溶液中，室温放置10～40分钟，加入葡萄糖和柠檬酸钠的混合水溶液，搅拌10～40分钟，产物经磁性分离后，用无水乙醇洗涤得到四氧化三铁/聚苯乙烯/二氧化钛/银纳米复合粒子。

上述步骤（1）中所述的乙二醇的用量为加入的氯化铁质量的18～25倍。