/絲蛋白復(fù)合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，納米材料由于其優(yōu)異的特性，已經(jīng)應(yīng)用到各個領(lǐng)域，特定形貌和結(jié)構(gòu)的納米材料的制備對新材料的進步具有重要意義。一維自組裝的納米材料因為用途廣泛，可用于納米電子、光電子、納米磁體及生物傳感設(shè)備等各方面，尤其吸引科研工作者的眼球。
[0003]近年來，一維磁性納米材料受到了廣泛的關(guān)注，其在電子轉(zhuǎn)移、磁轉(zhuǎn)換、DNA分離和其他生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域均有顯著貢獻。一維磁性納米材料通常由鐵磁性和超順磁性納米粒子在支持物或溶液中形成，科學(xué)家們對其一維結(jié)構(gòu)形成的影響因素進行了探索。首先，塊狀磁性材料各向異性非常小，在晶體場存在時很容易消失，但是在納米尺度下，納米晶體表面相對更多的原子會使其軌道在較低的協(xié)同面上復(fù)原，從而形成更大的磁各向異性能量，有利于一維鏈狀結(jié)構(gòu)的形成。其次，電場結(jié)構(gòu)的變化所引起的尺寸效應(yīng)也是重要影響因素，當(dāng)有機分子包覆納米磁性材料時引起的電場結(jié)構(gòu)變化會使材料的鐵磁性行為發(fā)生變化，從而導(dǎo)致特殊結(jié)構(gòu)的形成。另外，一維納米鏈的形成還可能是由于納米粒子間的靜電相互作用和其他力的作用所致。盡管已經(jīng)有諸多探索性研宄試圖提高制備一維磁性納米鏈的效率和水平，探索開發(fā)制備一維磁性納米材料的有效方法仍然是亟待解決的關(guān)鍵問題。
[0004]與此同時，絲蛋白具有良好的生物相容性，能夠有效控制納米材料的制備和形貌，并成功制備出不同的納米材料，但一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的合成尚未有報道。
[0005]有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研宄創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物及其制備方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物及其制備方法，其制備方法簡單。
[0007]本發(fā)明提出的一種一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物，包括Fe3O4納米粒子和絲蛋白，所述Fe3O4納米粒子包覆在所述絲蛋白上形成球狀復(fù)合物，若干個所述球狀復(fù)合物連接成鏈狀。
[0008]本發(fā)明還提出了一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)將絲蛋白和鐵源溶于溶劑中，攪拌并分散；
[0010](2)將所述步驟(I)中的溶液倒入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)釜底部放置一塊磁鐵，在160-200°C下反應(yīng) l_36h ；
[0011](3)反應(yīng)完成后，產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、離心并干燥。
[0012]進一步的，所述鐵源為FeCl3.6H20，所述絲蛋白溶液中絲蛋白的質(zhì)量百分含量為7%。
[0013]進一步的，所述溶劑為乙二醇，所述步驟⑴先將CH3COONa.3Η20和鐵源溶于乙二醇之后，再加入絲蛋白，攪拌并分散。
[0014]進一步的，所述FeCl3.6H20、CH3C00Na.3Η20、乙二醇和絲蛋白溶液的質(zhì)量比為:(1-1.5): (5-6): (55.5-77.7): (8-12)。
[0015]進一步的，所述磁鐵為鐵釹硼磁鐵。
[0016]借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:本發(fā)明以絲蛋白作為載體，負載Fe3O4納米粒子，該復(fù)合物呈鏈狀，其制備方法簡單，制備時使用磁鐵作為外加磁場誘導(dǎo)Fe3O4納米粒子的磁疇取向一致，使該復(fù)合物具有更強的飽和磁場，而且合成原料來源廣泛，合成方法工藝簡單。
[0017]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例一中樣品的掃描電鏡圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實施例一中樣品的透射電鏡圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實施例一中樣品的X射線粉末衍射圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實施例二中樣品的掃描電鏡圖；
[0022]圖5是本發(fā)明實施例三中樣品的掃描電鏡圖；
[0023]圖6是本發(fā)明實施例四中樣品的掃描電鏡圖；
[0024]圖7是本發(fā)明實施例五中樣品的掃描電鏡圖；
[0025]圖8是本發(fā)明實施例一、四、五中樣品的磁滯回歸線對比圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027]實施例一:
[0028]一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法包括以下步驟:
[0029](I)將 1.35g FeCl3.6Η20，5.97g CH3COONa.3H20 加入到 60mL 乙二醇溶液中，攪拌直至其完全溶解；
[0030](2)加入1mL質(zhì)量百分含量7%的絲蛋白溶液，繼續(xù)攪拌至形成均一的溶液；
[0031](3)將此混合液倒入反應(yīng)釜中，于160°C反應(yīng)36h，同時在反應(yīng)釜底部放置一塊鐵釹硼磁鐵；
[0032](4)反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫，并在8000rpm/min的轉(zhuǎn)速下離心洗滌(去離子水和乙醇各洗滌3次)，最后將產(chǎn)物于60°C真空干燥。
[0033]圖1和圖2是樣品的掃描電鏡和透射電鏡圖，從圖中可以看出，F(xiàn)e3O4納米粒子和絲蛋白復(fù)合物呈球狀，并且排列成鏈，圖3是樣品的X射線粉末衍射圖，表明合成的一維鏈狀產(chǎn)物是Fe304。
[0034]實施例二:
[0035]一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法包括以下步驟:
[0036](I)將 1.0g FeCl3.6H20，5.3g CH3COONa.3H20 加入到 50mL 乙二醇溶液中，攪拌直至其完全溶解；
[0037](2)加入8mL質(zhì)量百分含量7%的絲蛋白溶液，繼續(xù)攪拌至形成均一的溶液；
[0038](3)將此混合液倒入反應(yīng)釜中，于180°C反應(yīng)24h，同時在反應(yīng)釜底部放置一塊鐵釹硼磁鐵；
[0039](4)反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫，并在8000rpm/min的轉(zhuǎn)速下離心洗滌(去離子水和乙醇各洗滌3次)，最后將產(chǎn)物于60°C真空干燥。
[0040]圖4是該樣品的掃描電鏡圖，從圖中可以看出，F(xiàn)e3O4納米粒子和絲蛋白復(fù)合物呈球狀，并且排列成鏈，部分有團聚。
[0041]實施例三:
[0042]一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法包括以下步驟:
[0043](I)將 1.5g FeCl3.6H20，5.0g CH3COONa.3H20 加入到 70mL 乙二醇溶液中，攪拌直至其完全溶解；
[0044](2)加入12mL質(zhì)量百分含量7%的絲蛋白溶液，繼續(xù)攪拌至形成均一的溶液；
[0045](3)將此混合液倒入反應(yīng)釜中，于200°C反應(yīng)12h，同時在反應(yīng)釜底部放置一塊鐵釹硼磁鐵；
[0046](4)反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫，并在8000rpm/min的轉(zhuǎn)速下離心洗滌(去離子水和乙醇各洗滌3次)，最后將產(chǎn)物于60°C真空干燥。
[0047]圖5是該樣品的掃描電鏡圖，從圖中可以看出，F(xiàn)e3O4納米粒子和絲蛋白復(fù)合物呈球狀，并且排列成鏈。
[0048]實施例四:
[0049]Fe3O4納米粒子的制備:
[0050]其合成步驟與實施例一相同，僅去除加入絲蛋白的步驟。
[0051]圖6是該樣品的掃描電鏡圖，可以看出Fe3O4納米粒子的形貌不規(guī)則，而且團聚嚴重，并不能呈現(xiàn)鏈狀，由此表明絲蛋白的存在是一維納米鏈形成的重要因素，同時也是形成球狀Fe3O4/絲蛋白納米復(fù)合物的重要模板。
[0052]實施例五:
[0053]Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備:
[0054]其合成步驟與實施例一相同，僅去除在反應(yīng)釜底部放置磁鐵的步驟。
[0055]圖7是該樣品的掃描電鏡圖，可以看到，復(fù)合物呈球狀，但團聚嚴重，不能呈鏈，由此表明外加磁場是一維納米鏈形成的因素之一。
[0056]圖8是三種不同樣品的磁滯回歸線，圖8中a、b、c曲線分別為實施例一、實施例四和實施例五中樣品的磁滯回歸線，從圖中可以看出，一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的飽和磁場最高，而不加絲蛋白的Fe3O4納米粒子次之，最低的是不加磁場的Fe 304/絲蛋白復(fù)合物，說明在合成過程中，外加磁場對復(fù)合物的磁性起到至關(guān)重要的作用。
[0057]綜上所述，本發(fā)明提出了一種制備一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的方法，該方法的原料來源廣泛，成本低廉，合成工藝簡單；其中，采用的模板是天然蛋白質(zhì)，絲蛋白，其生物相溶性好，對環(huán)境無害；反應(yīng)中，使用磁鐵作為外加磁場誘導(dǎo)Fe3O4納米粒子的磁疇取向一致，使復(fù)合物具有更強的飽和磁場，增強了其性能，使其應(yīng)用范圍更廣。
[0058]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種一維納米鏈狀Fe 304/絲蛋白復(fù)合物，其特征在于:包括Fe3O4納米粒子和絲蛋白，所述Fe3O4納米粒子包覆在所述絲蛋白上形成球狀復(fù)合物，若干個所述球狀復(fù)合物連接成鏈狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將絲蛋白和鐵源溶于溶劑中，攪拌并分散； (2)將所述步驟(I)中的溶液倒入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)釜底部放置一塊磁鐵，在160-200°C下反應(yīng) l_36h ； (3)反應(yīng)完成后，產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、離心并干燥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法，其特征在于:所述鐵源為FeCl3.6H20，所述絲蛋白溶液中絲蛋白的質(zhì)量百分含量為7%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法，其特征在于:所述溶劑為乙二醇，所述步驟(I)先將CH3COONa.3Η20和鐵源溶于乙二醇之后，再加入絲蛋白，攪拌并分散。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法，其特征在于:所述FeCl3 WH2CKCH3COONa.3Η20、乙二醇和絲蛋白溶液的質(zhì)量比為:(1-1.5): (5-6): (55.5-77.7): (8-12)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物的制備方法，其特征在于:所述磁鐵為鐵釹硼磁鐵。
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一維納米鏈狀Fe3O4/絲蛋白復(fù)合物及其制備方法，上述復(fù)合物包括Fe3O4納米粒子和絲蛋白，所述Fe3O4納米粒子包覆在所述絲蛋白上形成球狀復(fù)合物，若干個所述球狀復(fù)合物在磁場的作用下連接成鏈狀，該合成方法中原料的來源廣泛，合成方法工藝簡單。
【IPC分類】H01F1/10, C01G49/08, C08L89/00, C08K3/22
【公開號】CN104987731
【申請?zhí)枴緾N201510382554
【發(fā)明人】呂強, 盛衛(wèi)琴, 朱鶴孫
【申請人】蘇州大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月3日