專利名稱：一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于脂質(zhì)體納米纖維膜的制備領域，特別涉及一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法。
背景技術(shù)：
磁性納米材料作為一種新材料，因其具有特殊的超順磁性和納米尺寸的效應，使它在航空、電子、信息、石油、冶金、化工等領域都具有廣泛的應用前景，其中以隱身吸波材料、屏蔽材料、巨磁電阻材料和磁制冷技術(shù)關(guān)鍵材料為這些領域內(nèi)較為突出的代表。近幾年來，磁性納米材料在生物工程、靶向藥物、臨床診斷、精細化工、固定化酶、環(huán)境監(jiān)測及治理等領域顯示出了巨大的應用潛力。這些應用都是由于磁性納米微粒具有尺寸小、比表面積大、表面活性高以及在外加磁場作用下快速響應等優(yōu)良特性。 近年來應用高壓靜電紡絲技術(shù)制備功能納米纖維的報道也越來越多。研究人員試圖將各種各樣的聚合物材料(包括天然的與合成的高分子、蛋白質(zhì)、甚至小分子等)通過靜電紡絲工藝制備納米纖維膜，發(fā)揮材料在納米尺度下的功能效能。同時這些納米纖維在醫(yī)藥、分離提純、能源、環(huán)保、催化反應等眾多領域進行常識性應用。高壓靜電紡絲技術(shù)是一種自上而下的納米制造技術(shù)，通過外加電場力克服噴頭毛細管尖端液滴的液體表面張力和粘彈力而形成射流，在靜電斥力、庫侖力和表面張力共同作用下，被霧化后的液體射流被高頻彎曲、拉延、分裂，在幾十毫秒內(nèi)被牽伸千萬倍，經(jīng)溶劑揮發(fā)或熔體冷卻在接收端得到納米級纖維。該技術(shù)工藝過程簡單、操控方便、選擇材料范圍廣泛、可控性強、并且可以通過噴頭設計制備具有微觀結(jié)構(gòu)特征的納米纖維，被認為是具有可能實現(xiàn)連續(xù)納米纖維工業(yè)化生產(chǎn)的一種方法。應有該技術(shù)制備功能納米纖維具有良好的前景預測。而將磁性物質(zhì)與靜電紡絲相結(jié)合制備復合納米纖維，方法是一種創(chuàng)新，并且其制備的纖維包含了磁性性質(zhì)與納米尺寸效應，將具有更廣闊的應用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法。該制備方法簡單，制備條件溫和，所得纖維膜表面光滑，纖維粗細均勻，纖維直徑約為 lOOOnm。本發(fā)明的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，包括(I)以可溶性三價鐵鹽、二價鐵鹽為原料，通過化學共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒首先，分別稱取6. Ig FeCl3 6H20和3. 06g FeCl2 (Fe3+與Fe2+摩爾比為2:1)，依次溶解在200ml去離子水中，充分攪拌使之混勻，轉(zhuǎn)移至500ml的三口燒瓶中。隨后置于40°C恒溫水浴中，伴隨著強力機械攪拌，逐滴的加入一定量的5mol/L NaOH，至溶液pH值為10，此時溶液中生成大量黑色顆粒。再升溫至80°C，攪拌30min。在外加磁場的作用下，將制得的黑色顆粒分離，隨后冷凍干燥，即得磁性Fe3O4納米顆粒備用；(2)將大豆卵磷脂PC和聚乙烯吡咯烷酮PVP加入三氯甲烷溶劑中，振蕩至完全溶解；其中聚乙烯吡咯烷酮PVP與大豆卵磷脂PC的質(zhì)量比為0. 4^2.0:1. 0，三氯甲烷與大豆卵磷脂PC的體積質(zhì)量比為20. Oml: I. Og ;(3)將所得磁性Fe3O4納米顆粒加入上述溶液中，振蕩至混勻，得紡絲液，然后高壓靜電紡絲，干燥，即得無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜，其中磁性納米顆粒與大豆卵磷脂PC 的質(zhì)量比為 0. 04-0. 20:1. Oo所述步驟(I)中的可溶性三價鐵鹽為FeCl3 *6H20,可溶性二價鐵鹽為FeCl2 *4H20o所述步驟(2)中聚乙烯吡咯烷酮PVP型號為K90，重均分子量為M=36w。所述步驟(2)中振蕩時間為8 12小時。所述步驟(3)中振蕩時間為1(T16小時。所述步驟(3)中高壓靜電紡絲采用5mL注射器作為溶液儲存器；采用削平的針頭 作為噴射細流的毛細管，所述的針頭為5號不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm ;紡絲液流量由微量注射泵控制；采用鋁箔平板接收纖維。所述步驟(3)中靜電紡絲工藝參數(shù)為推進速率0. 5-1. OmL/h，接收板離噴絲口距離20-25cm，電壓12-16kv，環(huán)境溫度為20_25°C，環(huán)境濕度67±4%。所述步驟(3)中干燥溫度為37°C，干燥時間為2 3天。所述步驟(3)中得到的磁性脂質(zhì)體納米纖維膜中纖維直徑為lOOOnm。有益.效果(I)本發(fā)明制備原料易得，方法簡單，條件溫和，可成功制備混合均勻的無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜，易于工業(yè)化生產(chǎn)；(2)本發(fā)明所得纖維表面光滑，粗細均勻，纖維直徑約為lOOOnm。
圖I為實施例I靜電紡絲高壓為16kv，PVP:PC為I. 2:1. 0時磁性脂質(zhì)體納米纖維掃描電鏡圖(a)及光學顯微鏡圖(b)；圖2為實施例2靜電紡絲高壓為14kv，PVP:PC為I. 2:1. 0時磁性脂質(zhì)體納米纖維掃描電鏡圖(a)及光學顯微鏡圖(b)；圖3為實施例3靜電紡絲高壓為16kv，PVP:PC為I. 4:1. 0時磁性脂質(zhì)體納米掃描電鏡圖(a)及光學顯微鏡圖(b)；圖4為實施例4靜電紡絲高壓為14kv，PVP: PC為I. 4:1.0時磁性脂質(zhì)體納米纖維掃描電鏡圖(a)及光學顯微鏡圖(b)。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例I(I)無機磁性納米顆粒的制備以可溶性三價鐵鹽、二價鐵鹽為原料，通過化學共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒。
(2)紡絲液的調(diào)配將大豆卵磷脂PC 0. 25g與聚乙烯吡咯烷酮PVP 0. 3g裝入棕色樣品瓶中，再加入三氯甲烷5mL，振蕩8-12h至完全溶解制得I號紡絲液；將制備好的磁性Fe3O4納米顆粒0. 02g放入I號紡絲液中，振蕩10-16h至混合均勻，得2號紡絲液。(3)靜電紡絲將上述2號紡絲液裝入溶液儲存器，采用削平的針頭(5號不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細流的毛細管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國Cole-Parmer 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離25cm，電壓16kv。其他條件環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67±4%。(4)收集纖維，并放于真空干燥箱(恒溫37°C)干燥2d，后通過掃描電鏡測試如圖1(a)，光學顯微鏡圖見圖1(b)。實施例2(I)無機磁性納米顆粒的制備以可溶性三價鐵鹽、二價鐵鹽為原料，通過化學共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒。(2)紡絲液的調(diào)配將大豆卵磷脂PC 0. 25g與聚乙烯吡咯烷酮PVP 0. 3g裝入棕色樣品瓶中，再加入三氯甲烷5mL，振蕩8-12h至完全溶解制得I號紡絲液；將制備好的磁性Fe3O4納米顆粒0. 02g放入I號紡絲液中，振蕩10-16h至混合均勻，得2號紡絲液。(3)靜電紡絲將上述2號紡絲液裝入溶液儲存器，采用削平的針頭(5號不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細流的毛細管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國Ceie-Parmei 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離25cm，電壓14kv。其他條件環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67±4%。(4)收集纖維，并放于真空干燥箱(恒溫37°C)干燥2d，后通過掃描電鏡測試如圖2(a)，光學顯微鏡圖見圖2(b)。實施例3(I)無機磁性納米顆粒的制備以可溶性三價鐵鹽、二價鐵鹽為原料，通過化學共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒。(2)紡絲液的調(diào)配將大豆卵磷脂PC 0. 25g與聚乙烯吡咯烷酮PVP 0. 4g裝入棕色樣品瓶中，再加入三氯甲烷5mL，振蕩8-12h至完全溶解制得I號紡絲液；將制備好的磁性Fe3O4納米顆粒0. 02g放入I號紡絲液中，振蕩10-16h至混合均勻，得2號紡絲液。(3)靜電紡絲將上述2號紡絲液裝入溶液儲存器，采用削平的針頭(5號不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細流的毛細管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國Cde-Pamier 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離25cm，電壓16kv。其他條件環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67±4%。(4)收集纖維，并放于真空干燥箱(恒溫37°C)干燥2d，后通過掃描電鏡測試如圖3(a)，光學顯微鏡圖見圖3(b)。實施例4(I)無機磁性納米顆粒的制備以可溶性三價鐵鹽、二價鐵鹽為原料，通過化學共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒。
(2)紡絲液的調(diào)配將大豆卵磷脂PC 0. 25g與聚乙烯吡咯烷酮PVP 0. 4g裝入棕色樣品瓶中，再加入三氯甲烷5mL，振蕩8-12h至完全溶解制得I號紡絲液；將制備好的磁性Fe3O4納米顆粒0. 02g放入I號紡絲液中，振蕩10-16h至混合均勻，得2號紡絲液。(3)靜電紡絲將上述2號紡絲液裝入溶液儲存器，采用削平的針頭(5號不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細流的毛細管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國Cde-Pamier 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離25cm，電壓14kv。其他條件環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67±4%。(4)收集纖維，并放于真空干燥箱(恒溫37°C)干燥2d，后通過掃描電鏡測試如圖4(a)，光學顯微鏡圖見圖4(b)。
權(quán)利要求
1.一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，包括 (O以可溶性三價鐵鹽、二價鐵鹽為原料，通過化學共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒； (2)將大豆卵磷脂PC和聚乙烯吡咯烷酮PVP加入三氯甲烷中，振蕩至完全溶解；其中聚乙烯吡咯烷酮PVP與大豆卵磷脂PC的質(zhì)量比為O. Γ2. O: I. 0，三氯甲烷與大豆卵磷脂PC的體積質(zhì)量比為20. Oml: I. Og ; (3)將所得磁性Fe3O4納米顆粒加入上述溶液中，振蕩至混勻，得紡絲液，然后高壓靜電紡絲，干燥，即得無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜，其中磁性納米顆粒與大豆卵磷脂PC的質(zhì)量比為O. 04 O. 20:1. O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的可溶性三價鐵鹽為FeCl3 · 6H20，可溶性二價鐵鹽為FeCl2 · 4H20。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中聚乙烯吡咯烷酮PVP型號為K90，重均分子量為M=36w。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中振蕩時間為8 12小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中振蕩時間為1(Γ16小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中高壓靜電紡絲采用5mL注射器作為溶液儲存器；采用削平的針頭作為噴射細流的毛細管，所述的針頭為5號不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑O. 5mm ;紡絲液流量由微量注射泵控制；采用鋁箔平板接收纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中靜電紡絲工藝參數(shù)為推進速率O. 5-1. OmL/h，接收板離噴絲口距離20-25cm,電壓12-16kv，環(huán)境溫度為20_25°C，環(huán)境濕度67±4%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中干燥溫度為37°C，干燥時間為2 3天。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中得到的磁性脂質(zhì)體納米纖維膜中纖維直徑為lOOOnm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜的制備方法，包括(1)以可溶性三價鐵鹽、二價鐵鹽為原料，通過化學共沉淀法制備磁性Fe3O4納米顆粒；(2)將大豆卵磷脂PC和聚乙烯吡咯烷酮PVP加入三氯甲烷中，振蕩至完全溶解；(3)將所得磁性Fe3O4納米顆粒加入上述溶液中，振蕩至混勻，得紡絲液，然后高壓靜電紡絲，干燥，即得無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜。本發(fā)明制備原料易得，方法簡單，條件溫和，可成功制備混合均勻的無機/有機磁性脂質(zhì)體納米纖維膜，易于工業(yè)化生產(chǎn)；本發(fā)明所得纖維表面光滑，粗細均勻，纖維直徑約為1000nm。
文檔編號D01D5/00GK102978730SQ20121048500
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者朱利民, 宋恒歡, 聶華麗 申請人:東華大學