專利名稱：多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機無機雜化多級材料合成技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料及其制備方法，具體涉及水楊酸以及乳酸插層水滑石磁性多級核殼結(jié)構(gòu)納米/亞微米雜化材料及其超分子組裝制備。
背景技術(shù)：
有機無機納米/亞微米雜化材料因其有機成分對無機材料的修飾改性而使整體體系性能有所改善，其結(jié)構(gòu)越來越趨向多級化，性能越來越趨向多功能化，因此其成分的選擇及其結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新對于整體雜化材料性能的優(yōu)化一直是人們關(guān)注的熱點，且為了便于分離、回收、循環(huán)再利用，磁響應(yīng)能力的附加顯得愈來愈重要。層狀無機材料，如金屬磷酸鹽、氧化硅、蒙脫土、水滑石等及其有機雜化衍生物因其結(jié)構(gòu)規(guī)整有序，組成可調(diào)變度高以及生物兼容性良好，一直受到研究人員的關(guān)注且已被廣泛應(yīng)用于催化、吸附、生物醫(yī)藥等多個研究領(lǐng)域。袁忠勇等以水熱合成法制備了具有多級孔結(jié)構(gòu)的有機無機雜合材料，結(jié)合了不同有機膦酸基團的過渡金屬膦酸鹽，用于重金屬離子的吸附，取得了較好的吸附效果(CN101036873A);陳晨等制備了 4-二苯基膦苯甲酰胺苯基氧化硅層狀化合物，該有機無機復(fù)合物具有規(guī)則排列的層狀結(jié)構(gòu)(CN101863921A)。鄭俊萍等公開了一種牛血清白蛋白/蒙脫土納米復(fù)合材料，克服游離活性生物分子存活的溫度和PH值范圍窄，容易變性和失活，對熱、強酸、強堿和有機溶劑均不夠穩(wěn)定的缺點，提高蛋白質(zhì)分子的穩(wěn)定性(CN102268092A)。相對于以上幾種層狀無機材料，陰離子粘土水滑石材料因其晶體結(jié)構(gòu)與組成的高度可調(diào)變性，尤其是可經(jīng)組裝得到功能強化的超分子插層結(jié)構(gòu)材料，逐漸成為有機無機雜化材料領(lǐng)域的研究熱點之一。何靜等采用尿素晶化法一步直接合成了一次粒子彎曲層板狀、表面活性劑陰離子插層的整體球形皺褶結(jié)構(gòu)，對于水溶液中有機污染物具有優(yōu)良的吸附性能(CN101972631A)。關(guān)于有機雜化磁性水滑石結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)階段主要集中在磁靶向藥物緩控釋放和磁性催化劑領(lǐng)域。2009年，張慧等制備了一種新的磁性超分子插層結(jié)構(gòu)雙氯芬酸鈉緩釋劑型，該磁性載藥粒子形貌上表現(xiàn)為包裹結(jié)構(gòu)，磁核粒徑約為40 60nm，而殼層水滑石層片粒子尺寸較小(14.42X17. 33nm)，且緊密平鋪于磁核表面(CN100581538C， Hui Zhang, Journal of Materials Chemistry 第 19 期 3069 3077 頁)。2010 年，張慧等制備了一種強磁性核殼結(jié)構(gòu)碳酸根插層銅基水滑石催化劑，工藝簡單，成本低廉，適用于苯酚羥化反應(yīng)以及含酚廢水的處理(CN101927165A)。迄今為止，關(guān)于磁核表面取向生長有機雜化水滑石多級結(jié)構(gòu)的研究至今尚無報道。水楊酸為疏水性化合物，作為非留體抗炎藥具有解熱抗炎作用，但對胃腸道刺激性過強，同時具有調(diào)節(jié)植物生長和殺菌作用，但在堿性、受熱或光照下極易轉(zhuǎn)變?yōu)轷?。乳酸為含手性碳的親水性化合物，在食品、不對稱合成及工業(yè)催化領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但吸濕性顯著，加熱易分解。組裝多級核殼結(jié)構(gòu)磁性水楊酸及乳酸插層水滑石，制備一類新型多級核殼結(jié)構(gòu)有機無機雜化材料，不僅可以增強材料的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，而且提供磁祀向和磁分離功能，作為一種基礎(chǔ)有機無機雜化載體，有望用于生物醫(yī)藥、環(huán)境保護、催化劑合成等應(yīng)用研究領(lǐng)域。因而，本專利擬將磁性納米粒子、水滑石類層狀材料和有機小分子水楊酸及乳酸進行超分子插層組裝，在M’ Fe2O4表面組裝有機小分子插層的水滑石殼層制備多級核殼結(jié)構(gòu)，提供一種具有潛在應(yīng)用價值的有機無機磁性雜化載體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料及其制備方法。 該材料以M，F(xiàn)e2O4為磁性中心，分別以水楊酸和乳酸插層水滑石為殼層，通過一步共沉淀法組裝得到兩種多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料，核殼結(jié)構(gòu)規(guī)整、殼層水滑石層片取向生長且磁響應(yīng)能力強，原料易得，制備簡便，條件溫和、結(jié)構(gòu)可調(diào)變，適用于藥物釋放、污染物吸附、催化劑負載和生物顯像等多種領(lǐng)域。本發(fā)明的多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料為超分子結(jié)構(gòu)，其外部殼層的晶體結(jié)構(gòu)類型為有機物插層的類水滑石材料晶體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部磁性物種為尖晶石類材料的晶體結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為[(M2+) h (N3+) x (OH) 2] (Am_) a (Bn_) b · m，H2O · kM，F(xiàn)e2O4。其中[(M2+) (N3+) x(OH)2] (AmOa(BnOb ·πι’Η20 可簡寫為 A-LDHs，M，F(xiàn)e2O4 為磁性物種，A-LDHs 為包覆在 kM>Fe2O4 核外的有機小分子插層的水滑石結(jié)構(gòu)。其各組分的質(zhì)量百分含量為M，F(xiàn)e2O4 :68% 77% ;A-LDHs : 23% 32% ;其中M2+為二價金屬離子Zn2+、Mg2+、Ni2+、Fe2+中的任何一種；N3+為三價金屬離子Al3+、Fe3+、V3+、Co3+中的任何一種；M’為Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+二價金屬離子中的任何一種，M2+與M’可以相同也可以不同；A1"代表層間一價乳酸陰離子或水楊酸陰離子；Bn^為荷電量為η的無機陰離子，A-LDHs化學(xué)式中B1"可以不存在或為CO廣、NO3' cr、or中的任何一種、二種或三種；X = N3+/ (M2++N3+), O < X < I ;a、b 分別為 Am\Bn_ 的數(shù)量，且滿足 mXa+nXb = x， m’為結(jié)晶水?dāng)?shù)，O < m’ < 5 ;k為M’ Fe2O4分子系數(shù)，(O < k < 2)。本發(fā)明的多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料的制備方法為先采用溶劑熱法 (乙二醇)制備微納米級磁性核，將有機小分子及其衍生物與兩種水滑石層板元素的硝酸鹽(或與堿液)混合制備混合鹽液，以堿液在磁性中心的分散液中進行沉淀反應(yīng)，同時將目標有機小分子組裝入水滑石層間，得到具有多級核殼結(jié)構(gòu)的有機小分子插層水滑石雜化材料。具體工藝步驟如下a、納米磁性中心M’ Fe2O4的制備采用溶劑熱法，將M’的可溶性無機鹽和二、三價鐵的可溶性無機鹽，在40 50°C 水浴中，溶于乙二醇中，制得均一穩(wěn)定溶液，其中(M’ +Fe2+)/Fe3+摩爾比為2，M’ /Fe2+摩爾比為O. 5 2，總離子濃度為O. lmol/L ;加入NaAc ·3Η20，緩慢攪拌至完全溶解，避免產(chǎn)生氣泡，NaAc · 3Η20與混合鹽總?cè)芤弘x子濃度的摩爾濃度比為5. 29。轉(zhuǎn)移至高壓釜中，200°C反應(yīng)8小時，以自來水沖冷至室溫，以釹鐵硼永磁鐵磁分離，乙醇洗滌3次，再以去離子水洗滌至pH為中性，60 70°C烘干24 48小時。其中M’為Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+二價金屬離子中的任何一種。b、水楊酸插層磁性水滑石的制備以恒定pH法雙滴進行制備第一步二價金屬鹽和三價金屬鹽按M2+/N3+ = 2 4的摩爾濃度比，阿司匹林和三價金屬鹽按Asp/N3+ = 2. 5的摩爾濃度比，以甲醇配成混合鹽溶液A，其中溶液A的濃度為 O. 01 O. lmol/L ;另配制NaOH甲醇溶液，為堿液B,濃度為O. 01 O. lmol/L ;稱取MjFe2O4 磁性納米粒，以甲醇超聲分散作為C液，其中層板二價元素和磁核金屬元素總摩爾數(shù)之比為 O. 3 2. O ;其中M2+ 是 Zn2+、Mg2+、Ni2+、Fe2+ 中的任何一種，N3+ 是 Al3+、Fe3+、V3+、Co3+ 中的任何一種，可溶性M2+、N3+鹽的陰離子是NO3' CF ;其中M，為Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+ 二價金屬離子其中的任何一種；第二步將溶液A置于恒壓漏斗中，與帶攪拌的反應(yīng)容器相接，N2氣氛下，以溶液B 緩慢調(diào)至所需PH (8. 5 9. 5)，穩(wěn)定5min，在滴加速率為O. 01 O. 5ml/s條件下將混合鹽溶液A和堿溶液B同時緩慢滴加其中，保持漿液pH恒定，混合鹽溶液A滴完后穩(wěn)定5min。第三步轉(zhuǎn)移至60°C水浴中，N2氣氛下，晶化24 72小時。以磁鐵磁吸分離，分別以乙醇和水洗多次至中性，真空干燥24小時，得到產(chǎn)品；第一步 第三步中所有的反應(yīng)液和洗滌用水均用煮沸脫二氧化碳去離子水；該有機無機雜化材料殼層水滑石中水楊酸的質(zhì)量百分含量為24 27% ;水的質(zhì)
量百分含量為2 4%?；蛘?，步驟a后進行乳酸插層磁性水滑石的制備以恒定pH法雙滴進行制備第一步將二價金屬鹽和三價金屬鹽按M2+/N3+ = 2 4的摩爾比用甲醇配成混合鹽溶液，溶液A的濃度為O. 01 O. lmol/L ;另配制NaOH甲醇溶液，濃度為O. 01 O. Imol/ L，為堿液B，另加入乳酸，其中乳酸與三價金屬鹽摩爾比為2. 5 I ;稱取M’Fe2O4磁性納米粒，以甲醇超聲分散作為C液，其中層板二價元素和磁核金屬元素總摩爾數(shù)之比為O. 3。其中M2+ 是 Zn2+、Mg2+、Ni2+、Fe2+ 中的任何一種，N3+ 是 Al3+、Fe3+、V3+、Co3+ 中的任何一種，可溶性M2+、N3+鹽的陰離子是NO3' CF ;其中M，為Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+ 二價金屬離子其中的任何一種。第二步將溶液A置于恒壓漏斗中，與帶攪拌的反應(yīng)容器相接，N2氣氛下，以溶液B 緩慢調(diào)至8. 5 10. 0，穩(wěn)定5 lOmin，在滴加速率為O. 01 O. 5ml/s條件下將混合鹽溶液 A和堿溶液B同時緩慢滴加其中，保持漿液pH = 10. O恒定，混合鹽溶液A滴完后穩(wěn)定5 IOmin ；第三步轉(zhuǎn)移至25 60°C水浴中，N2氣氛下，晶化24 72小時；以磁鐵磁吸分離，分別以乙醇和水洗多次至中性，真空干燥24 48小時，得到產(chǎn)品。第一步 第三步中所有的反應(yīng)液和洗滌用水均用煮沸脫二氧化碳去離子水。本發(fā)明的優(yōu)點是[I]制備了一種新型的具有多級核殼結(jié)構(gòu)的磁性有機無機雜化載體材料，其可應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、催化、環(huán)保等多個領(lǐng)域，此類材料可利用外加磁場達到提高分散性和磁定位及磁回收利用的效果。[2]首次將超分子插層組裝方法用于制備具有多級結(jié)構(gòu)的磁性有機無機雜化材料。[3]首次以兩種具有不同親疏水能力的有機小分子水楊酸和乳酸對磁性水滑石進行插層改性。[4]以水楊酸的羰基衍生物阿司匹林為原料有機分子水解制得水楊酸，該過程與水楊酸插層、陽離子共沉淀過程同時進行。[5]以甲醇為反應(yīng)介質(zhì)，通過調(diào)整磁核存在條件下A—的插層組裝條件，如改變M2+、 M3+的類型及M2+/M3+摩爾比、調(diào)節(jié)磁性核M，F(xiàn)e2O4的種類以及含量、沉淀反應(yīng)的pH值、晶化溫度、晶化時間等，可實現(xiàn)對此類磁性有機無機雜化材料的外觀形貌、多級結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、 磁性大小及實際應(yīng)用效果的調(diào)控。


圖I為實施例I樣品在30K放大倍數(shù)下的SEM譜圖。圖2為實施例I樣品的EDS譜圖。圖3為實施例3樣品在50K放大倍數(shù)下的SEM譜圖。圖4為實施例3樣品的EDS譜圖。
具體實施例方式實施例I水楊酸插層磁性鋅鋁水滑石的制備稱取10. 8116g(0. (Mmol)FeCl3 · 6H20 溶于 400ml 乙二醇中，于 40°C水浴緩慢攪拌溶解配制成澄清溶液，稱取28. 7945g(0. 21mol)加入其中，緩慢攪拌使其不產(chǎn)生氣泡，至完全溶解，溶液呈土黃色。轉(zhuǎn)移至500ml高壓釜中，于200°C反應(yīng)8小時，取出以自來水沖冷至室溫，將上層清液傾出，下層Fe3O4紫黑色固體釹鐵硼永磁體磁分離，以乙醇洗滌3次，去離子水洗滌5次至中性，60°C干燥24小時。過程中所用水均為去離子水。測得該磁性納米核平均粒徑為383. lnm。最可幾粒徑為391. 7nm。稱取Zn (NO3) 2 · 6H20 O. 5355g (O. 0018mol)、Al (NO3) 3 · 9H20 O. 2251g (O. 0006mol)、 Aspirin 0. 2702g(0. 0015mol)溶于100ml甲醇中配成混合鹽溶液A,轉(zhuǎn)移至IOOml恒壓漏斗中。另稱取O. 192g(0. 0048mol)NaOH溶于IOOml甲醇，其摩爾濃度為O. 048mol/L，作為堿溶液B。另稱取O. 463g Fe3O4于IOOm甲醇，攪拌均勻，超聲分散20min，作為溶液C。先將溶液C置于四口燒瓶，通入N2保護并機械攪拌，先滴加少量堿溶液B，調(diào)節(jié)pH 至8. 50，穩(wěn)定5min，同時逐滴加入堿液B和混合鹽溶液A，保持pH在8. 50±0. I范圍內(nèi)，滴加速率在O. 01 lml/s之間，滴定時間約為2小時左右。將所得漿液在N2保護下，60°C水浴晶化72小時。以磁鐵磁吸分離，乙醇洗滌3次，脫二氧化碳去離子水洗滌5次，至其上層清液PH接近中性。60°C真空干燥24小時。過程中所用水均為脫二氧化碳去離子水。測得該產(chǎn)品平均粒徑為425. 8nm,最可幾粒徑435. Onm。化學(xué)組成為I. 2530Fe304i [Zna 7369Ala 2631 (OH)2] (SA)ο.2573 (NO3)ο.0058 · O. 2553H20，該產(chǎn)品殼層水滑石中水楊酸的含量約為 27. 23%。實施例2水楊酸插層磁性鋅鋁水滑石的制備
稱取10. 8116g(0. (Mmol)FeCl3 · 6H20 溶于 400ml 乙二醇中，于 40°C水浴緩慢攪拌溶解配制成澄清溶液，稱取28. 7945g(0. 21mol)加入其中，緩慢攪拌使其不產(chǎn)生氣泡，至完全溶解，溶液呈土黃色。轉(zhuǎn)移至500ml高壓釜中，于200°C反應(yīng)8小時，取出以自來水沖冷至室溫，將上層清液傾出，下層Fe3O4紫黑色固體釹鐵硼永磁體磁分離，以乙醇洗滌3次，去離子水洗滌5次至中性，60°C干燥24小時。過程中所用水均為去離子水。測得該磁性納米核平均粒徑為383. lnm。最可幾粒徑為391. 7nm。稱取Zn (NO3) 2 · 6H20 O. 5355g (O. 0018mol)、Al (NO3) 3 · 9H20 O. 2251g (O. 0006mol)、 Aspirin 0. 2702g(0. 0015mol)溶于100ml甲醇中配成混合鹽溶液A,轉(zhuǎn)移至IOOml恒壓漏斗中。另稱取O. 192g(0. 0048mol) NaOH溶于IOOml甲醇，其摩爾濃度為O. 048mol/L，作為堿溶液B。另稱取O. 463g Fe3O4于IOOm甲醇，攪拌均勻，超聲分散20min，作為溶液C。先將溶液C置于四口燒瓶，通入N2保護并機械攪拌，先滴加少量堿溶液B，調(diào)節(jié)pH 至9. 50，穩(wěn)定5min，同時逐滴加入堿液B和混合鹽溶液A，保持pH在9. 50±0. I范圍內(nèi)，滴加速率在O. 01 lml/s之間，滴定時間約為2小時左右。將所得漿液在N2保護下，60°C水浴晶化24小時。以磁鐵磁吸分離，乙醇洗滌3次，脫二氧化碳去離子水洗滌5次，至其上層清液PH接近中性。60°C真空干燥24小時。過程中所用水均為脫二氧化碳去離子水。實施例3乳酸插層磁性鋅鋁水滑石的制備稱取10. 8116g(0. (Mmol)FeCl3 · 6H20 溶于 400ml 乙二醇中，于 40°C水浴緩慢攪拌溶解配制成澄清溶液，稱取28. 7945g(0. 21mol)加入其中，緩慢攪拌使其不產(chǎn)生氣泡，至完全溶解，溶液呈土黃色。轉(zhuǎn)移至500ml高壓釜中，于200°C反應(yīng)8小時，取出以自來水沖冷至室溫，將上層清液傾出，下層Fe3O4紫黑色固體釹鐵硼永磁體磁分離，以乙醇洗滌3次，去離子水洗滌5次至中性，60°C干燥24小時。過程中所用水均為去離子水。測得該磁性納米核平均粒徑為383. lnm。最可幾粒徑為391. 7nm。稱取Zn(NO3)2 · 6H20 O. 5355g(0. 0018mol)、Al (NO3)3 · 9H20 0. 2251g(0. 0006mol) 溶于100ml甲醇中配成混合鹽溶液A,轉(zhuǎn)移至IOOml恒壓漏斗中。另稱取O. 252g(0. 0063mol) NaOH溶于IOOml甲醇，其摩爾濃度為O. 048mol/L，量取乳酸112 μ L(0. 0015mol)加入其中， 作為堿溶液B。另稱取0.463g Fe3O4于IOOm甲醇，攪拌均勻，超聲分散20min，作為溶液C。先將溶液C置于四口燒瓶，通入N2保護并機械攪拌，先滴加少量堿溶液B，調(diào)節(jié)pH 至10.0，穩(wěn)定5min，同時逐滴加入堿液B和混合鹽溶液A，保持pH在10.0±0. I范圍內(nèi)，滴加速率在O. 01 lml/s之間，滴定時間約為2小時左右。將所得漿液在N2保護下，25°C水浴晶化24小時。以磁鐵磁吸分離，乙醇洗滌3次，脫二氧化碳去離子水洗滌5次，至其上層清液PH接近中性。60°C真空干燥24小時。過程中所用水均為脫二氧化碳去離子水。
權(quán)利要求
1.一種多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料,其外部殼層的晶體結(jié)構(gòu)類型為有機物插層的類水滑石材料晶體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部磁性物種為尖晶石類材料的晶體結(jié)構(gòu)，其特征在于化學(xué)式為[(M2+) h (N3+) x (OH) 2] (Am_) a (Bn_) b · m，H2O · kM，F(xiàn)e2O4 ;其中[(M2+) (N3+) x (OH) 2] (Am_) a(Bn_)b ·πι’ H2O簡寫為A-LDHs，M’ Fe2O4為磁性物種，A-LDHs為包覆在kM’ Fe2O4核外的有機小分子插層的水滑石結(jié)構(gòu)；其各組分的質(zhì)量百分含量為M’ Fe2O4 :68% 77% ;A-LDHs :23% 32% ；其中M2+為二價金屬離子Zn2+、Mg2+、Ni2+、Fe2+中的任何一種；N3+為三價金屬離子Al3+、Fe3+、V3+、Co3+中的任何一種；M’為Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+二價金屬離子中的任何一種，M2+與M’ ；Am-代表層間一價乳酸陰離子或水楊酸陰離子；Bn-為荷電量為η的無機陰離子，A-LDHs化學(xué)式中Βη_為CO32'NO3'Cl—、0Η—中的任何一種、二種或三種，或不存在；X = N3+/ (Μ2++Ν3+), O < X < I ;a、b 分別為 A-'B11-的數(shù)量，且滿足 mXa+nXb = x，m，為結(jié)晶水?dāng)?shù)，O < m’ < 5 ;k為M’ Fe2O4分子系數(shù)，其中，O < k < 2。
2.一種制備權(quán)利要求I所述的多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料的制備方法，其特征在于，工藝步驟為a、納米磁性中心M’Fe2O4的制備采用溶劑熱法，將M，的可溶性無機鹽和二、三價鐵的可溶性無機鹽，在40 50°C水浴中，溶于乙二醇中，制得均一穩(wěn)定溶液，其中(M’ +Fe2+)/Fe3+摩爾比為2，M’ /Fe2+摩爾比為O.5 2，總離子濃度為O. lmol/L ;加入NaAc · 3H20,緩慢攪拌至完全溶解，避免產(chǎn)生氣泡， NaAc · 3H20與混合鹽總?cè)芤弘x子濃度的摩爾濃度比為5. 29 ;轉(zhuǎn)移至高壓釜中，200°C反應(yīng)8 小時，以自來水沖冷至室溫，以釹鐵硼永磁鐵磁分離，乙醇洗滌3次，再以去離子水洗滌至 pH為中性，60 70°C烘干24 48小時；其中M’為Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+二價金屬離子中的任何一種；b、水楊酸插層磁性水滑石的制備以恒定pH法雙滴進行制備第一步二價金屬鹽和三價金屬鹽按M2+/N3+ = 2 4的摩爾濃度比，阿司匹林和三價金屬鹽按Asp/N3+ = 2. 5的摩爾濃度比，以甲醇配成混合鹽溶液A，其中，溶液A的濃度為O.01 O. lmol/L ;另配制NaOH甲醇溶液，為堿液B，濃度為O. 01 O. lmol/L ;稱取M’Fe204 磁性納米粒，以甲醇超聲分散作為C液，其中層板二價元素和磁核金屬元素總摩爾數(shù)之比為 O. 3 2. O ;其中 M2+ 是 Zn2+、Mg2+、Ni2+、Fe2+ 中的任何一種，N3+ 是 Al3+、Fe3+、V3+、Co3+ 中的任何一種， 可溶性M2'N3+鹽的陰離子是NO3'Cl—;其中M’為Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+ 二價金屬離子其中的任何一種；第二步將溶液A置于恒壓漏斗中，與帶攪拌的反應(yīng)容器相接，N2氣氛下，以溶液B緩慢調(diào)至所需pH 8. 5 9. 5，穩(wěn)定5min，在滴加速率為O. 01 O. 5ml/s條件下將混合鹽溶液A 和堿溶液B同時緩慢滴加其中，保持漿液pH恒定，混合鹽溶液A滴完后穩(wěn)定5min ；第三步轉(zhuǎn)移至60°C水浴中，N2氣氛下，晶化24 72小時，以磁鐵磁吸分離，分別以乙醇和水洗多次至中性，真空干燥24小時，得到產(chǎn)品；第一步 第三步中所有的反應(yīng)液和洗滌用水均用煮沸脫二氧化碳去離子水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟a后進行乳酸插層磁性水滑石的制備以恒定pH法雙滴進行制備第一步將二價金屬鹽和三價金屬鹽按M2+/N3+ = 2 4的摩爾比用甲醇配成混合鹽溶液，溶液A的濃度為O. 01 O. lmol/L ;另配制NaOH甲醇溶液，濃度為O. 01 O. lmol/L,為堿液B，另加入乳酸，其中乳酸與三價金屬鹽摩爾比為2. 5 : I ;稱取M，F(xiàn)e2O4磁性納米粒， 以甲醇超聲分散作為C液，其中層板二價元素和磁核金屬元素總摩爾數(shù)之比為O. 3 ；其中^2+是2112+、1%2+、附2+462+中的任何一種，儼是六13+463+、￥3+、&)3+中的任何一種， 可溶性M2'N3+鹽的陰離子是NO3'Cl—;其中M’為Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+ 二價金屬離子其中的任何一種；第二步將溶液A置于恒壓漏斗中，與帶攪拌的反應(yīng)容器相接，N2氣氛下，以溶液B緩慢調(diào)至8. 5 10. 0，穩(wěn)定5 IOmin,在滴加速率為O. 01 O. 5ml/s條件下將混合鹽溶液 A和堿溶液B同時緩慢滴加其中，保持漿液pH = 10. O恒定，混合鹽溶液A滴完后穩(wěn)定5 IOmin ；第三步轉(zhuǎn)移至25 60°C水浴中，N2氣氛下，晶化24 72小時；以磁鐵磁吸分離，分別以乙醇和水洗多次至中性，真空干燥24 48小時，得到產(chǎn)品；第一步 第三步中所有的反應(yīng)液和洗滌用水均用煮沸脫二氧化碳去離子水。
全文摘要
一種多級核殼結(jié)構(gòu)磁性有機無機雜化材料及其制備方法，屬于有機無機雜化多級材料合成技術(shù)領(lǐng)域。材料的化學(xué)式為[(M2+)1-x(N3+)x(OH)2](Am-)a(Bn-)b·m’H2O·kM’Fe2O4；其中[(M2+)1-x(N3+)x(OH)2](Am-)a(Bn-)b·m’H2O簡寫為A-LDHs，M’Fe2O4為磁性物種，A-LDHs為包覆在kM’Fe2O4核外的有機小分子插層的水滑石結(jié)構(gòu)。先采用溶劑熱法制備微納米級磁性核，將有機小分子及其衍生物與兩種水滑石層板元素的硝酸鹽混合制備混合鹽液，以堿液在磁性中心的分散液中進行沉淀反應(yīng)，同時將目標有機小分子組裝入水滑石層間，得到具有多級核殼結(jié)構(gòu)的有機小分子插層水滑石雜化材料。在生物醫(yī)藥、環(huán)境保護以及催化劑制備等很多熱門領(lǐng)域都有潛在應(yīng)用。
文檔編號H01F1/10GK102580640SQ20121008326
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者張慧, 畢學(xué), 范婷 申請人:北京化工大學(xué)