[发明专利]一种Janus二维磁性纳米颗粒及其制备方法与应用

说明书

本发明一种Janus二维磁性纳米颗粒及其制备方法与应用。所述Janus二维磁性纳米颗粒的制备方法包括如下步骤：向二维磁性纳米颗粒的水分散液中加入融化的石蜡，经搅拌后冷却至室温，经磁铁收集分离得到表面吸附二维磁性纳米颗粒的石蜡球；将表面吸附二维磁性纳米颗粒的石蜡球分散于乙醇水溶液中，调控pH值至8～9后，加入正辛基三乙氧基硅烷进行反应，反应结束后经磁铁分离并溶解去除石蜡球，得到Fe₃O₄@OTES颗粒，分散于乙醇水溶液中，加入N‑氨乙基‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷进行反应，反应结束后经磁铁分离即得。本发明方法通过界面保护法制备出Janus二维磁性纳米颗粒，它不但具有Janus片状材料的优异性质，而且还具有特殊的磁响应性，因而用于制备稳定的乳液后，也更容易回收、重复利用、降低成本。

技术领域

本发明涉及一种Janus二维磁性纳米颗粒及其制备方法与应用，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

“Janus”最早是由De Gennes教授在1991年的演讲中提出，主要指两种不同化学性质或不同组成的非对称材料。Janus纳米材料由于具有独特的性质，因而应用前景广阔，越来越多的研究者对其进行研究。Janus纳米材料是指具有不对称结构或性质的特殊材料，包括材料形貌的不对称或者组成性质的不对称。从形貌上看，形貌的不对称性赋予Janus材料特殊的空间效应；从组成性质上看，Janus材料的两个半面具有两种不同的性质甚至可以是相反的性质，如亲水-亲油、极性-非极性、磁性-非磁性等。因而Janus材料具有多重功能性并可以满足更复杂的环境要求。主要制备方法有界面保护法、微流体法、控制成核生长法等。自Granick第一次报道采用石蜡界面保护法制备Janus粒子，石蜡界面保护法引起了国内外学者极大的兴趣。

二维磁性纳米颗粒具有良好的增产增注效果、无毒性、价格低廉以及特殊的磁响应性，广泛应用于驱油、破乳、稳定乳液等各个方面。而对于Janus磁性纳米片来说，它不但具有Janus片状材料的优异性质，具有智能找油、渗吸、剥离油膜、乳化降黏以及聚并油墙等多重功能；而且还具有特殊的磁响应性，所形成的乳液也更容易回收以及重复利用。所以Janus磁性纳米片形成的高稳定Pickering乳液有望在化学驱油提高采收率等领域发挥更大的作用。但到目前为止，采用Janus磁性纳米片制备高稳定Pickering乳液的研究还很少，基于此，我们提出了一种新的Janus磁性纳米片构建高稳定Pickering乳液的策略。

发明内容

本发明的目的是提供一种Janus二维磁性纳米颗粒及其制备方法，所制备的Janus二维磁性纳米颗粒具有较强的磁响应性，具有很好的界面活性，稳定乳液的能力强。

本发明Janus二维磁性纳米颗粒是在二维磁性纳米颗粒的基础上制备得到的，所述二维磁性纳米颗粒按照如下方法制备：

将七水合硫酸亚铁的水溶液滴加至氢氧化钠和乙酸钠的水溶液中，在搅拌的条件下进行反应；所述反应结束后经磁铁收集分离即得所述二维磁性纳米颗粒。

具体地，所述反应的温度为50～80℃，优选60℃，在该温度下制备的二维磁性纳米颗粒的形状规整，而且大小均匀，粒径均一；

在水浴的条件下进行。

具体地，所述搅拌的速度为200～600rpm，优选500rpm，在该搅拌速度下制备的二维磁性纳米颗粒的形状规整，大多数颗粒为六边形状，而且大小相对均匀。

具体地，所述反应的时间为2～3h，优选2h，在该反应时间下制备的二维磁性纳米颗粒绝大多数生成物均为六边形，形状规则。

具体地，所述七水合硫酸亚铁的水溶液的滴加速度为2～2.4mL/min，优选2.4mL/min，以该速度滴加时，生成的产物绝大多数为二维片状结构，形状规则，分布均匀。