[发明专利]一种自组装纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自组装纳米复合材料及其制备方法。该方法包括如下步骤：多价阳离子交联剂、可溶性磷酸盐、羧甲基天然聚合物材料在水中进行自组装，得到所述自组装纳米复合材料；所述羧甲基天然聚合物材料由羧甲基天然聚合物材料A和羧甲基天然聚合物材料B组成；所述羧甲基天然聚合物材料A为羧甲基葡聚糖；所述羧甲基天然聚合物材料B为除羧甲基葡聚糖外的羧甲基天然聚合物材料中的至少一种。本发明所获得复合纳米材料具有可控性良好、尺寸均一等优点，并且组成原材料中的无水氯化钙、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素钠和羧甲基葡聚糖的来源广泛、成本低廉，且都是生物相容性良好的组分。该纳米复合材料的制备方法和工艺简单和周期短，无需复杂设备和其它任何有机溶剂，规模化生产适合度高。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，尤其涉及一种自组装纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

纳米材料和纳米技术的不断发展，已经在各个领域改变人们的生活，在社会发展中越来越体现出不可替代的作用。目前为止，纳米材料已经在包括能源、生物医药、化工、农业、环境保护、军事等众多领域显示出了越来越重要的作用，而且在将来蕴含着更大的应用潜力。在过去的几十年间，通过物理方法和化学方法能够制备出各种尺寸和形貌的纳米颗粒。基于无机材料和有机材料的纳米复合材料是目前纳米材料研究中的一个热点，能够同时兼具无机材料和有机聚合物材料的优质物理化学性质，在工程技术领域和生物医学领域具有重要的应用价值。尽管制备“无机-有机”纳米复合材料的方法不时有报道，但总体来说还较少，而且大多数纳米复合材料的制备方法存在诸多缺点，如步骤繁琐和生产工艺相对复杂，需要多种程序、手段和设备，成本较高，工艺有待进一步简化，且经常引入大量有机溶剂，产生环境污染与危害，限制了它的规模化生产。因此，研究和开发高效、简便和绿色的新型纳米复合材料及其制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种自组装纳米复合材料及其制备方法，该方法可以避免使用有机溶剂，制备纳米复合材料所需原材料来源丰富且价格低廉，而且制备该纳米复合材料的工艺简单、可扩大化、适合规模化生产；所制备得到的纳米复合材料可控性良好、尺寸均一。

本发明提供的一种自组装纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

多价阳离子交联剂、可溶性磷酸盐、羧甲基天然聚合物材料在水中进行自组装，得到所述自组装纳米复合材料；

所述羧甲基天然聚合物材料由羧甲基天然聚合物材料A和羧甲基天然聚合物材料B组成；所述羧甲基天然聚合物材料A为羧甲基葡聚糖；所述羧甲基天然聚合物材料B为除羧甲基葡聚糖外的羧甲基天然聚合物材料中的至少一种。

上述的制备方法中，所述多价阳离子交联剂可为氯化钙、氯化铝、氯化锌和硝酸铁中的至少一种。

上述的制备方法中，所述可溶性磷酸盐可为多聚磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾中的至少一种；所述多聚磷酸钠可为三聚磷酸钠。

上述的制备方法中，所述羧甲基葡聚糖可为羧甲基-β-1,3-D-葡聚糖。所述羧甲基-β-1,3-D-葡聚糖为来自于酵母葡聚糖的羧甲基化衍生物。所述羧甲基-β-1,3-D-葡聚糖的羧甲基取代度可为50％～75％。

上述的制备方法中，所述羧甲基天然聚合物材料B可为羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖和羧甲基淀粉中的至少一种。

所述羧甲基天然聚合物材料B的分子量可为90000～250000，如90000或250000。

上述的制备方法中，所述多价阳离子交联剂、所述可溶性磷酸盐、所述羧甲基天然聚合物材料A和所述羧甲基天然聚合物材料B的质量比可为(1～2)：1：(0.1～1)：1，具体可为(1～2)：1：(0.1～0.2)：1、2：1：0.2：1、2：1：0.1：1、1：1：0.2：1或1：1：0.1：1。

上述的制备方法中，所述方法的具体步骤可如下：