[发明专利]多级核壳结构磁性有机无机杂化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机无机杂化多级材料合成技术领域，特别是涉及一种多级核壳结构磁性有机无机杂化材料及其制备方法，具体涉及水杨酸以及乳酸插层水滑石磁性多级核壳结构纳米/亚微米杂化材料及其超分子组装制备。

背景技术

有机无机纳米/亚微米杂化材料因其有机成分对无机材料的修饰改性而使整体体系性能有所改善，其结构越来越趋向多级化，性能越来越趋向多功能化，因此其成分的选择及其结构的创新对于整体杂化材料性能的优化一直是人们关注的热点，且为了便于分离、回收、循环再利用，磁响应能力的附加显得愈来愈重要。

层状无机材料，如金属磷酸盐、氧化硅、蒙脱土、水滑石等及其有机杂化衍生物因其结构规整有序，组成可调变度高以及生物兼容性良好，一直受到研究人员的关注且已被广泛应用于催化、吸附、生物医药等多个研究领域。袁忠勇等以水热合成法制备了具有多级孔结构的有机无机杂合材料，结合了不同有机膦酸基团的过渡金属膦酸盐，用于重金属离子的吸附，取得了较好的吸附效果(CN101036873A)；陈晨等制备了4-二苯基膦苯甲酰胺苯基氧化硅层状化合物，该有机无机复合物具有规则排列的层状结构(CN101863921A)。郑俊萍等公开了一种牛血清白蛋白/蒙脱土纳米复合材料，克服游离活性生物分子存活的温度和pH值范围窄，容易变性和失活，对热、强酸、强碱和有机溶剂均不够稳定的缺点，提高蛋白质分子的稳定性(CN102268092A)。

相对于以上几种层状无机材料，阴离子粘土水滑石材料因其晶体结构与组成的高度可调变性，尤其是可经组装得到功能强化的超分子插层结构材料，逐渐成为有机无机杂化材料领域的研究热点之一。何静等采用尿素晶化法一步直接合成了一次粒子弯曲层板状、表面活性剂阴离子插层的整体球形皱褶结构，对于水溶液中有机污染物具有优良的吸附性能(CN101972631A)。关于有机杂化磁性水滑石结构的研究现阶段主要集中在磁靶向药物缓控释放和磁性催化剂领域。2009年，张慧等制备了一种新的磁性超分子插层结构双氯芬酸钠缓释剂型，该磁性载药粒子形貌上表现为包裹结构，磁核粒径约为40～60nm，而壳层水滑石层片粒子尺寸较小(14.42×17.33nm)，且紧密平铺于磁核表面(CN100581538C，Hui Zhang，Journal of Materials Chemistry第19期3069～3077页)。2010年，张慧等制备了一种强磁性核壳结构碳酸根插层铜基水滑石催化剂，工艺简单，成本低廉，适用于苯酚羟化反应以及含酚废水的处理(CN101927165A)。迄今为止，关于磁核表面取向生长有机杂化水滑石多级结构的研究至今尚无报道。

水杨酸为疏水性化合物，作为非甾体抗炎药具有解热抗炎作用，但对胃肠道刺激性过强，同时具有调节植物生长和杀菌作用，但在碱性、受热或光照下极易转变为醌类。乳酸为含手性碳的亲水性化合物，在食品、不对称合成及工业催化领域应用广泛，但吸湿性显著，加热易分解。组装多级核壳结构磁性水杨酸及乳酸插层水滑石，制备一类新型多级核壳结构有机无机杂化材料，不仅可以增强材料的热稳定性和化学稳定性，而且提供磁靶向和磁分离功能，作为一种基础有机无机杂化载体，有望用于生物医药、环境保护、催化剂合成等应用研究领域。

因而，本专利拟将磁性纳米粒子、水滑石类层状材料和有机小分子水杨酸及乳酸进行超分子插层组装，在M’Fe₂O₄表面组装有机小分子插层的水滑石壳层制备多级核壳结构，提供一种具有潜在应用价值的有机无机磁性杂化载体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级核壳结构磁性有机无机杂化材料及其制备方法。该材料以M’Fe₂O₄为磁性中心，分别以水杨酸和乳酸插层水滑石为壳层，通过一步共沉淀法组装得到两种多级核壳结构磁性有机无机杂化材料，核壳结构规整、壳层水滑石层片取向生长且磁响应能力强，原料易得，制备简便，条件温和、结构可调变，适用于药物释放、污染物吸附、催化剂负载和生物显像等多种领域。