[发明专利]一种空芯结构铁锰氧磁性纳米微球及制备方法

说明书

本发明涉及一种空芯结构铁锰氧磁性纳米微球及制备方法；称取锰盐和铁盐，加入到有机溶剂中，搅拌使其完全溶解在有机溶剂中，形成含锰盐和铁盐的溶液；称取发泡剂，加入的溶液中，搅拌使其完全溶解，形成含锰盐、铁盐和发泡剂的溶液；将溶液放入水热反应釜中；将水热反应釜加热到140～240℃后保温，使水热反应釜中的溶液进行水热反应；水热反应结束后，取出水热反应釜中的反应产物；对反应产物进行多次清洗，之后干燥，得到空芯结构铁锰氧磁性纳米微球。空芯结构铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米微球，球形规则，制备过程简便。磁性纳米微球的内部空芯结构为进一步负载催化剂和药物等功能材料以形成高性能复合磁性纳米微球提供了可能。

技术领域

本发明属于功能材料领域，特别涉及一种空芯结构铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米微球及制备方法。

背景技术

过去20年里，由于纳米技术的迅速发展，磁性纳米粒子领域内的几种铁的氧化物(主要是5～20nm的Fe₃O₄)被成功地开发出来。由于具有独特的超顺磁性能和良好的生物相容性，这些磁性材料在生物医学领域内得到了广泛的研究。核壳结构的复合磁性微球成为目前应用最为广泛的功能化磁性微球。核壳结构的复合磁性微球有多种结构。一种结构是在微球基质表面吸附了磁性颗粒，形成了一种以磁性颗粒为壳的核壳结构。在此基础上进而发展成了多层包裹核壳结构磁性颗球，如在SiO₂微球表面先包裹了一层CdTe量子点，再包裹了一层磁性Fe₃O₄，使得磁性微球兼具有荧光成像与磁性靶向功能。另一种类型以磁性纳米粒子为内核的核壳结构的复合磁性微球。在这种结构的磁性复合微球中，以SiO₂为壳构成的复合微球是一种最为典型的结构。这种微球利用了壳层材料可修饰的特性,在微球表面嫁接特殊功能的基团或活性分子。根据微球表面基质的特性，当活性基团与微球表面结合后，微球便有了与细胞、抗体等生物物质偶联的能力。并且，这些微球都结合了高响应性的超顺磁性粒子，磁性微球便有了磁分离、磁性靶向和显影成像等功能，因此磁性微球在生物医学领域得到广泛的应用。

目前，尽管对Fe₃O₄磁性纳米粒子的文献报道很多，但尚未见有关铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米粒子的文献报道，更未见有关空芯结构铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米微球的文献报道。研究表明，铁锰氧(Fe₂MnO₄)的磁性显著高于Fe₃O₄。此外，空芯结构铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米微球的比重也显著低于磁性纳米粒子，在铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性微球内部还可以进一步负载催化剂、药物等功能材料形成高性能复合磁性微球。

为解决现有技术的不足，本发明提出了一种水热法合成空芯结构铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米微球产品及新技术。采用本发明合成的空芯结构铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米微球具有磁化强度高，球形规则，制备过程简便，生产效率高的特点。特别地，铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米微球的内部空芯结构为进一步负载催化剂和药物等功能材料以形成高性能复合磁性纳米微球提供了可能。本发明制备的空芯结构铁锰氧(Fe₂MnO₄)磁性纳米微球在化工、生物、医学、机械等领域有着广泛应用。

发明内容