[发明专利]一种新型磁性荧光纳米复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种制备新型磁性荧光纳米复合材料的方法，属于材料化学和无机合成领域。本发明将磁性颗粒与量子点相结合，制备了具有强磁感应效应和高荧光性能的纳米复合材料。合成的磁性荧光纳米复合材料，同时可以做到在磁场下的快速分离和在光激发下的高强度荧光发射。在磁场存在的情况下，该纳米复合材料可以很快被磁吸附，移除磁场后，该材料可以迅速再次分散。该方法制备方法具有合成简便、产率高、纳米颗粒均匀、粒径较小和应用广泛等优点，在医学检测、生物传感、食品分析和环境保护中有着很大的潜在应用。

技术领域

本发明涉及一种制备磁性荧光纳米复合材料的方法，具体地说，所述磁性荧光纳米复合材料为一种新型功能材料，属于无机合成技术领域。

背景技术

磁性荧光纳米复合材料，作为一种新型的功能材料，同时兼具磁性纳米材料的超顺磁性和量子点材料的光学性能。

近年来，新型纳米材料，包括量子点、介孔材料、碳纳米管和磁性纳米颗粒等在生物、化学、医学以及环境领域中应用越来越广泛。其中，由于其独特的物理化学性质，磁性纳米材料成为许多领域的研究热点。磁性纳米颗粒，是一种具有立方反尖晶石结构的软磁性新型纳米功能材料，晶胞参数a＝0.839nm，晶胞中32个O^2-沿[111]方向紧密有序排列，部分Fe³⁺占据四面体位置，剩余的Fe²⁺和Fe³⁺占据八面体位置，电子可以在两种铁离子间迅速转移。同时，磁性纳米粒子在一定温度下，粒子热运动会致使颗粒磁矩取向发生变化，附加外界磁场，颗粒被磁化；撤销外界磁场，颗粒磁性迅速消失，呈现出超顺磁性。其制备形貌可控、尺寸可控、表面易功能化。相对于常规的硅胶颗粒和树脂颗粒等分离材料而言，磁性纳米颗粒能在外加磁场的作用下实现精准微操作，表现出更高效快速的吸附分离效率。

磁性纳米材料经表面修饰后形成磁性复合物，结合了磁性材料与非磁性材料的双重性质，在物理、化学、生物及医学领域具有重要的应用价值。Fe₃O₄磁性复合物具有以下优点：第一，提高Fe₃O₄的稳定性、分散性及生物相容性；第二，赋予Fe₃O₄新的活性官能团，例如羟基、羧基、氨基、巯基等等，并通过静电作用或者共价键形式结合无机粒子，例如金、银、铜、铂、二氧化硅或有机分子(甲氨蝶岭、阿霉素、蛋白质、酶、抗体及核酸)；第三，在外界磁场作用下利用Fe₃O₄的高磁响应性，可以精确控制磁性复合物的运动方向。因此，Fe₃O₄磁性复合物在反应催化、废水净水、生物分子分离、靶向药物治疗等领域拥有广阔的应用前景。然而，以上提到的各种对磁性纳米颗粒表面修饰的方法，往往需要在磁性纳米颗粒表面进行复杂而冗长的多步反应。这些方法修饰得到的磁性纳米颗粒往往磁饱和度低、饱和磁强低，且需要复杂的合成步骤，需要高温操作而导致纳米团聚严重，严重影响磁性纳米颗粒的实际应用。因而，开发出快速修饰并且具有高磁性的磁性纳米颗粒以提高其性能极为重要，为了克服以上问题，本发明选择一步合成表面带有羧基修饰的磁性颗粒。

本发明中，通过水热法用柠檬酸三钠对磁性纳米颗粒表面进行一步修饰，接枝羧基，省略了修饰过程繁琐的合成步骤，且合成得到的磁性颗粒粒径均一、分散性好、磁强度高、具有较好的实际应用价值。