[发明专利]一种咔咯修饰的四氧化三铁纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种咔咯修饰的四氧化三铁纳米复合材料的制备方法，属于纳米复合材料的制备技术领域。

背景技术

金属氧化物由于其易操控性和晶格易于匹配等特点，引起了科研人员和技术人员的广泛重视。其中铁的氧化物纳米材料，特别是磁性铁氧化物纳米材料在分析物的分离和捕获、传感、成像很多领域都有研究和应用。2007年，阎锡蕴课题组意外地发现四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性纳米粒子具有过氧化物酶活性，再次引发了科研工作者对磁性四氧化三铁的研究兴趣。

然而，由于单一四氧化三铁纳米材料的强磁性和较强的范德华力，致使其易吸附、易聚集，从而导致化学活性点减少，催化活性降低。为了克服这一缺陷，研究者们将目光转向了对磁性金属氧化物的修饰上，以改善其反应活性。例如，经卟啉等修饰后的四氧化三铁纳米复合材料对底物具有更强的亲和力和更好的催化活性。

咔咯（Corrole）是一类由四个吡咯共轭相连形成的大环化合物。它们的分子结构和卟啉相似，但又具有一定的特殊性。由于咔咯具有比较特殊的光化学、电化学、光物理和光生物性质，在功能材料、生物医药、光催化及电催化剂等领域都具有广泛的应用前景。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种咔咯修饰的四氧化三铁纳米复合材料的制备方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种咔咯修饰的四氧化三铁纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）选取柠檬酸钠、硝酸钠、氢氧化钠、硫酸亚铁以及咔咯为原料；

（2）将一定量的柠檬酸钠、硝酸钠、氢氧化钠溶于去离子水中混合均匀，加热到100℃形成澄清溶液A；

（3）将一定量的硫酸亚铁溶解到去离子水中形成澄清溶液B，将B快速加入A中，搅拌均匀形成混合溶液C；

（4）将混合溶液C快速转移至密封反应器中于100℃反应1小时，反应结束后，自然冷却到室温并洗涤、干燥，得到四氧化三铁纳米材料；

（5）将一定量的咔咯溶于二氯甲烷中形成溶液D，将一定量上述制得的四氧化三铁溶于二氯甲烷中形成悬浮液E，将D和E混合并磁力搅拌3小时，经过洗涤、干燥，制得咔咯修饰的四氧化三铁纳米复合材料；

（6）改变步骤（5）中咔咯的用量，制备不同比例的咔咯-四氧化三铁纳米复合材料。

步骤（1）中：所述咔咯具备易于与金属材料配位的官能团。

步骤（3）中：所述混合溶液C中Fe²⁺的浓度优选为0.10 mol/L。

步骤（4）中，所述密封反应器优选为密封干燥器或密封反应罐；所述干燥时间优选为6-8小时。

步骤（5）中：所述的咔咯与四氧化三铁质量比优选为1∶10～1∶50；所述磁力搅拌和干燥时需要避光；所述干燥温度优选为50-80℃。

本发明的有益技术效果是：

与现有技术相比，本发明采用咔咯修饰四氧化三铁，采用该方法制得的咔咯-四氧化三铁纳米复合材料具有纯度高、尺寸均匀、过氧化物模拟酶活性好等优点；以其为传感材料的比色生物传感器在检测过氧化氢时具有简便、稳定、灵敏度高等特点。另外，本发明采用两步法制得产品，该方法具有操作简便、易分离、咔咯用量少、反应条件温和以及成本低等优点。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1是实施例1制得的咔咯-四氧化三铁纳米复合材料的X射线衍射图，其中，曲线A为四氧化三铁的X射线衍射图，曲线B为咔咯-四氧化三铁纳米复合材料的X射线衍射图；

图2是实施例1制得的咔咯-四氧化三铁纳米复合材料的扫描电镜图，其中，图A是四氧化三铁的扫描电镜图，图B是咔咯-四氧化三铁纳米复合材料的扫描电镜图；

图3是不同反应体系的吸光度-时间关系图。

具体实施方式

实施例1