一種表面活性劑輔助制備單分散Fe₃O₄納米晶的方法

專利名稱：一種表面活性劑輔助制備單分散Fe₃O₄納米晶的方法
技術領域：
本發明涉及一種表面活性劑輔助制備單分散Fe304納米晶的方法，特別涉 及一種雙表面活性劑輔助制備單分散Fe304納米晶的方法。
背景技術：
四氧化三鐵由于具有優異的電磁性能在催化劑、能量和磁信息儲存、磁 流體等工業應用廣泛。近年來，以四氧化三鐵等磁性納米晶為內核，以有效 藥物成分和輔助劑為殼組成磁靶向給藥系統的研究成為治療惡性腫瘤研究領 域的重大課題。但研究表明，只有小于50mn的粒子才能穿過肝臟內皮細胞或 通過淋巴系統傳送到脾和骨髓以及到達腫瘤組織(楊文勝等，《納米材料與生 物技術》，化學工業出版社，2005.7， 160-162)。因此，制備出粒徑小且可控、 均勻度好和高分散性的四氧化三鐵納米粒子就成為該研究領域的前提條件。
目前四氧化三鐵的制備方法共有三類，即物理法、生物法和化學法。以機 械球磨法為代表的物理法是將微米或亞微米級的粒子進行長時間(通常為一 星期或更長)研磨，然后分散到油基介質中而得。盡管該法操作簡單，但所 得粒子尺寸分布較寬(納米-微米)，不適用于生物醫用的磁性納米材料。生 物法是利用生物技術從含有磁性氧化物粒子的生物體內直接提取其磁性粒子 的方法，該法所得磁性粒子具有很好的生物兼容性，但提取過程煩瑣，不易 大量獲得，且粒徑不能系統可控。化學法是制備四氧化三鐵的主要途徑，可 分為水熱合成和溶劑熱合成兩條路線。由于鐵在自然界中存在將近15種氧化 物和氫氧化物，而且相互之間很易轉化，故在水溶液中通過水解或共沉淀等 方法來得到純凈的四氧化三鐵較為困難。Angew. Chem. Int. Ed. 2005， 44， 2782-2785和Crystal Growth & Design, 2005， 5， 393分別報道了用溶劑 熱法來制備鐵酸鹽或四氧化三鐵，雖然他們制備出了粒徑均勻，分散性好的 四氧化三鐵粒子，但前者所得粒子粒徑介于200-800nm之間；后者能制備出 粒徑很小的四氧化三鐵粒子，但制備過程中用到有毒試劑正己烷和十二胺， 有明顯的生物安全隱患。

發明內容
本發明的目的在于針對現有制備技術存在的問題，提供一種雙表面活性
劑輔助制備FeA的方法，合成的Fe304納米粒子粒徑在10-150nm范圍內可調 控，分散性好，合成過程簡單且無污染。
一種表面活性劑輔助制備單分散Fe必納米晶的方法,將可溶性三價鐵鹽、 醋酸鈉、聚乙二醇和十二垸基磺酸鈉依次加入乙二醇中超聲分散成糊狀物， 在160-180。C密閉條件下反應6-96小時，所得黑色四氧化三鐵鈉米粒子。
所述三價鐵鹽包括氯化鐵、硫酸鐵或醋酸鐵，加入量為0. 03-0. 24mol/L 乙二醇；
所述醋酸鈉的加入量為0. 1-0. 6mol/L乙二醇；
所述聚乙二醇(PEG, 6000)的加入量為20-240g/L乙二醇；
所述十二烷基磺酸鈉(SDS)的加入量為0. 04-0. 48mol/L乙二醇；
所述超聲分散的超聲功率為600-2400W，超聲頻率為19-80KHz。
為了得到較髙純度的復合粒子，可對粒子用無水乙醇或去離子水進行洗 滌，以除去各種雜質。
本發明制備的四氧化三鐵納米晶可以在乙醇中超聲分散，然后采用掃描 電鏡或者透射電鏡觀測納米晶的結構和形貌。合成出的四氧化三鐵納米晶純 度高(100%為四氧化三鐵)，具有親水性表面，粒徑均勻，分散性好，粒徑的 直徑可在10-150納米范圍內精確調控。
本發明所涉制備方法步驟簡單，可以迅速投入大規模生產，無規模限制; 反應溫度較低，有利于節約能源；設備易購置，操作簡單易行；合成的粒子 粒徑很小且均勻，有望在治療惡性腫瘤的磁耙向給藥系統中得到應用。


圖1為四氧化三鐵納米晶的透射電鏡照片；
圖2為四氧化三鐵納米晶的掃描電鏡照片。
具體實施例方式
實施例l、四氧化三鐵納米晶的制備 將3mmol六水合氯化鐵加入25ml乙二醇中，超聲分散15分鐘，再依次加 入15mmo1醋酸鈉、0. 4g聚乙二醇和6mmo1十二垸基磺酸鈉，超聲分散2小時, 使混合物形成均勻的紅褐色糊狀物，將該混合物轉移至反應釜，在180℃下反
應24小時，冷卻后于釜底獲得黑色物質；用無水乙醇或去離子水洗滌數次， 得到的黑色產物即為四氧化三鐵鈉米晶。
合成的四氧化三鐵鈉米晶如圖l所示，納米晶的直徑均一，為ionm。
實施例2、四氧化三鐵納米晶的制備
稱量3ramo1硫酸鐵加入25ml乙二醇中，超聲分散15分鐘，再依次加入 15mmol醋酸鈉、0.4g聚乙二醇和4ramol十二烷基磺酸鈉，超聲分散2小時， 使混合物形成均勻的紅褐色糊狀物，將該混合物轉移至反應釜，在16(TC下反 應48小時，冷卻后于釜底獲得黑色物質；用無水乙醇或去離子水洗滌數次， 得到的黑色產物即為四氧化三鐵鈉米晶。
合成的四氧化三鐵鈉米晶如圖2所示，納米晶的粒徑均一，為130mn。
權利要求
1.一種表面活性劑輔助制備單分散Fe3O4納米晶的方法，其特征在于將可溶性三價鐵鹽、醋酸鈉、聚乙二醇和十二烷基磺酸鈉依次加入乙二醇中超聲分散成糊狀物，在160-180℃密閉條件下反應6-96小時，得四氧化三鐵鈉米粒子；所述三價鐵鹽包括氯化鐵、硫酸鐵或醋酸鐵，加入量為0.03-0.24mol/L乙二醇；所述醋酸鈉的加入量為0.1-0.6mol/L乙二醇；所述聚乙二醇的加入量為20-240g/L乙二醇；所述十二烷基磺酸鈉的加入量為0.04-0.48mol/L乙二醇。
全文摘要
一種表面活性劑輔助制備單分散四氧化三鐵的方法，屬于無機非金屬材料制備工藝技術領域。本發明以可溶性三價鐵鹽作為鐵源，以乙二醇作為還原劑，借助雙表面活性劑聚乙二醇和十二烷基磺酸鈉的保護作用，于160-180℃下反應6-96小時，制得粒徑在10-150nm范圍可精確調控的單分散四氧化三鐵納米晶。該方法原料價廉易得，設備簡單，生產過程無污染，可快速實現規模化生產。
文檔編號C01G49/08GK101172665SQ20061003250
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月1日 優先權日2006年11月1日
發明者劉小鶴, 邱冠周, 顏愛國 申請人:中南大學