[发明专利]在水相具有高分散稳定性的Fe3O4纳米颗粒及其制备方法

权利要求书

1.一种在水相具备高分散稳定性的Fe₃O₄纳米颗粒，其特征在于，所述Fe₃O₄纳米颗粒的表面由含有三个及三个以上羧基的多羧基配体修饰；

所述多羧基配体为柠檬酸、丁烷四羧酸、N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐或乙二胺四乙酸四钠盐。

2.一种制备如权利要求1所述的Fe₃O₄纳米颗粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、以油酸钠和氯化铁为反应物制备油酸铁前驱体；

步骤二、以高沸点有机溶剂为溶剂、油酸为配体，高温热解所述油酸铁前驱体得到油溶性的Fe₃O₄纳米颗粒；

步骤三、将所述油溶性的Fe₃O₄纳米颗粒通过配体交换，得到多羧基配体修饰的水溶性Fe₃O₄纳米颗粒；

所述高沸点有机溶剂为：1-十六烯、辛醚、1-十八烯、1-二十烯或三辛胺。

3.如权利要求2所述的制备Fe₃O₄纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤二中，所述前驱体油酸铁在高沸点有机溶剂中的浓度为0.1～0.4mmol/mL，所述油酸与油酸铁前驱体的摩尔比为1∶0.5～1.5；所述高温热解条件为：升温至100～120℃，惰性气体保护下，加热30～60min，再以2～4℃/min的速率升温至280～380℃，惰性气体保护下保温30～60min。

4.如权利要求3所述的亲水性Fe₃O₄纳米颗粒，其中，所述惰性气体为氮气、氩气、氖气或氦气。

5.如权利要求2所述的制备Fe₃O₄纳米颗粒的方法，步骤三中，所述配体交换为一步法配体修饰或两步法配体修饰；

所述一步法配体修饰为：将步骤二所制备的油溶性Fe₃O₄纳米颗粒和所述多羧基配体以质量比为1∶2～4分散于有机溶剂中，在50～120℃下反应24～72h；

所述两步法配体修饰为：将步骤二所制备的油溶性Fe₃O₄纳米颗粒和带巯基的羧酸小分子分散于有机溶剂中，超声反应3～6h；将得到的Fe₃O₄纳米颗粒与多羧基配体的溶液以质量比为1∶2～6超声反应10～20h；

所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、邻二氯苯、正己烷、甲苯和二甲基亚砜中的一种或多种；

所述带巯基的羧酸小分子为硫代苹果酸、巯基乙酸、硫代乳酸或2，3-二巯基丁酸。

6.如权利要求5所述的制备Fe₃O₄纳米颗粒的方法，所述一步法配体修饰中，所述多羧基配体在所述有机溶剂中的浓度为10～40mg/mL。

7.如权利要求5所述的制备Fe₃O₄纳米颗粒的方法，所述两步法配体修饰中，所述油溶性Fe₃O₄纳米颗粒在有机溶剂中的浓度为2～10mg/mL，所述带巯基的羧酸小分子在有机溶剂中的浓度为80～150mg/mL，所述多羧基配体在有机溶剂中的浓度为12～36mg/mL。

8.如权利要求6所述的制备Fe₃O₄纳米颗粒的方法，所述一步法配体修饰中，所述多羧基配体为N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐时，将步骤二所制备的油溶性Fe₃O₄纳米颗粒溶于所述有机溶剂后，加入冰醋酸作引发剂，然后将其溶液与多羧基配体的溶液混合，然后在50～70℃下反应24～72h；其中，所述油溶性Fe₃O₄纳米颗粒分散于所述有机溶剂的浓度为0.1～3mg/mL，N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐溶液的浓度为45％，与所述有机溶剂的体积比为0.5～5％，冰醋酸与所述有机溶剂的体积比为0.01～0.03％。