[发明专利]一种大小可控的纳米聚多巴胺的制备方法

说明书

本发明涉及一种大小可控的纳米聚多巴胺的方法，具体为：称取适量盐酸多巴胺于50mL烧瓶中，加入适量的碱性水溶液，磁力搅拌至溶解，控制pH值，待用；另称取一定量的高铁酸钾溶于碱性水溶液中，将该溶液经滴液漏斗缓慢滴加到上述烧瓶中，在一定温度下磁力搅拌一定时间；反应结束后，经冷却、过滤、冷冻干燥至恒重，得到聚多巴胺产物。该方法的优点在于采用环境友好的溶剂和氧化剂，达到快速高效制备聚多巴胺的目的，产率高，并根据聚合条件的选择，可以得到大小尺寸可控的聚多巴胺纳米粒子，纳米粒径的直径小于200nm。这为制备聚多巴胺双亲性复合物、智能涂料提供了良好的平台，在海洋防腐和防污领域的应用前景广阔。

技术领域

本发明属于聚多巴胺制备技术领域，一种用氧化法制备纳米聚多巴胺的方法。

背景技术

来源于仿生贻贝的多巴胺(dopamine，DA)分子聚合形成的聚多巴胺(polydopamine，PDA)材料，由于具有制备简单多样、良好的生物/细胞相容性、表面修饰反应等众多优点，成为当前研究的重要功能材料之一，广泛应用于自组装单层沉积长链分子、多层膜、无机材料的表面改性、纳米胶囊、药物递送、锂离子电池、传感器、环境等众多前沿学科。聚多巴胺在玻璃、不锈钢、聚四氟乙烯、石材等表面上都具有很强的黏附性，能够应用于任何类型的表面，而不用考虑基体材料的化学性质，尤其适用于涂料工业。然而，传统聚多巴胺制备方法仍存在以下缺点：聚合时间长、氧化剂毒性对环境的影响，涂层均匀性欠佳、涂层稳定性差、黏附力与沉积机理不清和同质化的应用设计，阻碍了聚多巴胺的应用。基于上述问题，本文发展了聚多巴胺的快速制备技术。

目前用于催化氧化多巴胺聚合的研究中，采用的氧化剂有(NH₄)₂S₂O₈、NaIO₄、CuSO₄、CuSO₄+H₂O₂、KMnO₄等(Wei Q,F Zhang,J Li.et al.2010.10.1039/c0py00215a；Bernsmann F,V Ball,F Addiego.et al.2011.10.1021/la104981s；Kim H W,B DMcCloskey,T H Choi.et al.2013.10.1021/am302439g；Ponzio F,J Barthès,J Bour.etal.2016.10.1021/acs.chemmater.6b01587；Zhang C,Y Ou,W-X Lei.etal.2016.10.1002/anie.201510724)。这些氧化剂的不足之处是合成聚多巴胺耗时较长，一般都在5至6小时以上，产率低，难以循环利用，对环境产生危害。此外，氧化剂用量较多。而且有些氧化剂如KMnO₄、(NH₄)₂S₂O₈、CuSO₄+H₂O₂、CuSO₄对金属表面产生伤害，从而限制了聚多巴胺在海洋涂料上的应用。

综上所述，尽管目前制备聚多巴胺已经有很多报道和专利，但是绿色高效、条件温和、反应时间短的制备方法，尤其不需要经过复杂和危险的前处理，仍然是聚多巴胺制备的追求目标。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种绿色高效的聚多巴胺制备方法，这种方法克服了其他氧化剂合成聚多巴胺耗时长、产率低且氧化剂对环境有害不可回收利用的缺点。目的是改变现有的制备方法，提供一种绿色无毒氧化剂高铁酸钾制备聚多巴胺的方法，同时整个制备过程对环境友好。

本发明具体采用的技术方案如下：

一种大小可控的纳米聚多巴胺的制备方法，它的步骤如下：(1)取盐酸多巴胺溶于碱性水溶液中，得到溶液A；取高铁酸钾溶于碱性水溶液中，得到溶液B；(2)将B溶液缓慢加入到A溶液中，在磁力搅拌下反应一定时间；(3)反应结束后，冷却、过滤，冷冻干燥至恒重，得到聚多巴胺产物。