[发明专利]一种将油相纳米粒子转移至水相的方法

说明书

本发明公开了一种将油相纳米粒子转移至水相的方法，所述纳米粒子为氧化物、金属纳米粒子或量子点化合物，所述方法包括以下步骤：S1、将纳米粒子分散于有机溶剂中，分散均匀后形成悬浮液；S2、将高分子盐加入到水和醇中，配置成高分子盐溶液；S3、将所述悬浮液和高分子盐溶液充分混合，并发生反应；S4、将步骤S3中的反应产物离心分离，并将离心分离后的产物分散在水中，得到在水相中分散良好的纳米粒子。本发明方法转移极其快速，工艺简单可行，处理量大，成本低，无需昂贵的表面活性剂；分散在水中的纳米粒子具有分散性良好，稳定性高的特点。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域和高分子领域，尤其涉及一种将油相纳米粒子转移至水相的方法。

背景技术

相比于水相合成纳米粒子的方法，在油相中能制备出形貌复杂、大小尺寸均一的纳米粒子，并且在产量上油相中合成的纳米粒子要比水相中合成的高得多。由于油相中合成的纳米粒子表面都会带有一层疏水的表面活性剂，这层表面活性可以使这些颗粒很好地分散在非极性的溶剂中，而在非极性溶剂中溶解度极低。所以，如何将油相中的纳米粒子转移至水相并将其应用于诊断、药物输送、治疗以及催化反应是研究人员关注的热点问题。目前已报道的将油相中的纳米粒子转移至水相中的方法主要是进行颗粒表面修饰，包括颗粒表面活性及替换和添加一层双亲性的表面活性剂。然而，这些方法要求较高、工艺复杂且耗时较长，因此投入较大、效率较低，应用前景较窄。

发明内容

为了解决上述工艺复杂、效率低下的问题，本发明的目的是提供一种能够快速把油相纳米粒子转移至水相的方法。该方法是采用高分子电解质对纳米粒子表面进行改性，即以纳米粒子为核，在此“核”的表面覆盖上一层高分子电解质，使其表面形成双分子层结构。此时，纳米粒子的表面为一层亲水的表面，使得这些粒子能在水相中均匀分散。

本发明提供了一种将油相纳米粒子转移至水相的方法，所述纳米粒子为氧化物纳米粒子、金属纳米粒子或量子点化合物，所述方法包括以下步骤：

S1、将纳米粒子分散于有机溶剂中，分散均匀后形成悬浮液；

S2、将高分子盐加入到水和醇中，配置成高分子盐溶液；

S3、将所述悬浮液和高分子盐溶液充分混合，并发生反应；

S4、将步骤S3中的反应产物离心分离，并将离心分离后的产物分散在水中，得到在水相中分散良好的纳米粒子。

其中，在步骤S2中加入盐和水的原理是：油相里制得的纳米粒子表面会被一层有机溶剂包覆着，这是导致其可在非极性溶剂里能很好地分散而在极性溶剂里会发生团聚的原因。水的极性较高，没经过处理的纳米粒子在水里的溶解度极低，几乎是不溶的状态。于是引入极性较低的醇，因为很多的有机溶剂可溶于这些醇中，而水和醇又可以很好地互溶。这最终达到使纳米粒子很好地分散在高分子盐的水和醇的混合溶液中的目的。

在步骤S3中反应的机理为：由于溶液存在着一定的极性，而纳米粒子表面是疏水的，当这些粒子进入到高分子盐溶液中后，高分子盐的碳链一端会与纳米粒子表面的有机溶剂的碳链相互作用，形成类似胶束的排列结构。此时在纳米粒子表面就形成亲水的双分子层结构。

在步骤S1中，有机溶剂作为表面活性剂。

进一步地，所述步骤S1中纳米粒子在有机溶剂中的浓度不大于1.5mol/L。

进一步地，所述步骤S2中水和醇的体积比为4:1-16，所述高分子盐的浓度为0.025-0.15mol/L。

进一步地，所述步骤S3中悬浮液和高分子盐溶液的体积比为24:0.1-0.6。

进一步地，所述步骤S1中的有机溶剂为油酸、油胺或十八胺。

进一步地，所述步骤S2中的醇为甲醇、乙醇和丙醇中的一种或多种。