CN102391603A - 一种新型磁性高分子水凝胶的制备方法 - Google Patents

一种新型磁性高分子水凝胶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102391603A
CN102391603A CN2011102073056A CN201110207305A CN102391603A CN 102391603 A CN102391603 A CN 102391603A CN 2011102073056 A CN2011102073056 A CN 2011102073056A CN 201110207305 A CN201110207305 A CN 201110207305A CN 102391603 A CN102391603 A CN 102391603A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogel
sulfonic acid
acid sodium
propane sulfonic
methyl propane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102073056A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102391603B (zh
Inventor
陈咏梅
高扬
杨志懋
黄坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangzhou love new Mstar Technology Ltd
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN 201110207305 priority Critical patent/CN102391603B/zh
Publication of CN102391603A publication Critical patent/CN102391603A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102391603B publication Critical patent/CN102391603B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

一种新型磁性高分子水凝胶的制备方法，本发明在磁性高分子水凝胶的形成过程中，铁离子通过扩散作用进入到聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶的三维网络结构中，并通过静电相互作用被阴离子水凝胶中的磺酸根吸附而稳定、均匀的分布于水凝胶中，再通过简单温和的共沉淀法使铁离子在特殊的高分子水凝胶网络微环境中原位生成尺寸在50nm～100nm左右的八面体Fe3O4磁性颗粒，从而得到了Fe3O4磁性颗粒形貌规则且分布均匀的磁性高分子水凝胶，由此方法制备出来的磁性高分子水凝胶不仅克服了磁性分布不均匀的问题，而且凝胶中的磁性颗粒具有平均尺寸在50nm～100nm左右的规则的八面体形貌，从而使磁性水凝胶具有极低的剩磁。

Description

一种新型磁性高分子水凝胶的制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种新型磁性高分子水凝胶的制备方法。
背景技术
磁性高分子水凝胶将磁性纳米粒子引入到具有良好生物相容性的水凝胶中，它在生物医学领域拥有了广泛的应用前景。这种具有“环境响应”性的智能型水凝胶，在药物缓释体系，靶向治疗，生物传感器，医学分析和医学诊断等方面有着广泛的应用前景。Fe3O4由于其具有的良好的磁性及生物相容性，通常被作为磁性组分而应用于磁性高分子水凝胶材料中。目前，Fe3O4磁性高分子水凝胶材料的合成方法可分为两类，其中最常用的是包埋法，即将事先合成好的磁性颗粒通过物理共混的方法分散到高分子凝胶单体溶液中，然后通过高分子交联反应形成磁性水凝胶，但是该方法存在由于磁性纳米粒子在形成凝胶过程中易发生团聚和沉淀而引起磁性分布不均的问题。另一种为原位合成法，即将制备好的高分子水凝胶材料浸泡于磁性材料前驱体溶液中，然后通过下一步化学反应在水凝胶材料中原位形成无机磁性纳米粒子，该方法虽对磁性分布不均匀的情况有所改善，但在由于在高分子水凝胶中原位合成磁性颗粒，较难控制其尺寸及形貌从而难于得到Fe3O4磁性颗粒形貌规则且分布均匀的磁性高分子水凝胶。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型磁性高分子水凝胶的制备方法，由此方法制备出来的磁性高分子水凝胶不仅克服了磁性分布不均匀的问题，而且凝胶中的磁性颗粒具有平均尺寸在100nm左右的规则的八面体形貌，从而使磁性水凝胶具有极低的剩磁。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种新型磁性高分子水凝胶的制备方法，步骤如下：
步骤1：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠为单体，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，通过利用365nm紫外光引发的自由基聚合反应来形成交联密度在4-10％的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶；
步骤2：将FeSO4与Fe2(SO4)3按照质量之比为11∶1的比例混合，加入去离子水配制成1.89M的饱和铁离子溶液；
步骤3：将步骤1中所述的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶浸入到步骤2中所述的饱和铁离子溶液内，室温下浸泡24h，使阴离子水凝胶与铁离子完全吸附；
步骤4：配制0.5M的NaOH溶液；
步骤5：将步骤3中吸附了铁离子的水凝胶浸泡到步骤4的NaOH溶液中，水浴加热至50℃，恒温保持12h，得到磁性高分子水凝胶。
本发明在磁性高分子水凝胶的形成过程中，铁离子通过扩散作用进入到聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶的三维网络结构中，并通过静电相互作用被阴离子水凝胶中的磺酸根吸附而稳定、均匀的分布于水凝胶中，然后通过简单温和的共沉淀法使铁离子在特殊的高分子水凝胶网络微环境中原位生成尺寸在50nm～100nm左右的八面体Fe3O4磁性颗粒，从而得到了Fe3O4磁性颗粒形貌规则且分布均匀的磁性高分子水凝胶，由此方法制备出来的磁性高分子水凝胶不仅克服了磁性分布不均匀的问题，而且凝胶中的磁性颗粒具有平均尺寸在100nm左右的规则的八面体形貌，从而使磁性水凝胶具有极低的剩磁。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更详细的说明。
实施例1：
新型磁性高分子水凝胶的制备方法，步骤如下：
步骤1：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠为单体，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，通过利用365nm紫外光引发的自由基聚合反应来形成交联密度在4％的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶；
步骤2：将FeSO4与Fe2(SO4)3按照质量之比为11∶1的比例混合，加入去离子水配制成1.89M的饱和铁离子溶液；
步骤3：将步骤1中所述的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶浸入到步骤2中所述的饱和铁离子溶液内，室温下浸泡24h，使阴离子水凝胶与铁离子完全吸附；
步骤4：配制0.5M的NaOH溶液；
步骤5：将步骤3中吸附了铁离子的水凝胶浸泡到步骤4的NaOH溶液中，水浴加热至50℃，恒温保持12h，得到磁性高分子水凝胶。
通过振动样品磁强计(VSM)表征，证实了本实施例所制备的磁性高分子水凝胶在室温下的饱和磁化强度为22.149emu/g，且表现出超顺磁性。而在SEM的表征中，可观察到在水凝胶高分子网络中有大量单分散的尺寸在50nm左右的八面体Fe3O4磁性颗粒。
实施例2：
新型磁性高分子水凝胶的制备方法，步骤如下：
步骤1：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠为单体，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，通过利用365nm紫外光引发的自由基聚合反应来形成交联密度在7％的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶；
步骤2：将FeSO4与Fe2(SO4)3按照质量之比为11∶1的比例混合，加入去离子水配制成1.89M的饱和铁离子溶液；
步骤3：将步骤1中所述的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶浸入到步骤2中所述的饱和铁离子溶液内，室温下浸泡24h，使阴离子水凝胶与铁离子完全吸附；
步骤4：配制0.5M的NaOH溶液；
步骤5：将步骤3中吸附了铁离子的水凝胶浸泡到步骤4的NaOH溶液中，水浴加热至50℃，恒温保持12h，得到磁性高分子水凝胶。
通过振动样品磁强计(VSM)表征，证实了本实施例所制备的磁性高分子水凝胶在室温下的饱和磁化强度为11.679emu/g，且表现出超顺磁性。而在SEM的表征中，可观察到在高分子水凝胶网络中有大量单分散的尺寸在100nm左右的八面体Fe3O4磁性颗粒。
实施例3：
新型磁性高分子水凝胶的制备方法，步骤如下：
步骤1：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠为单体，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，通过利用365nm紫外光引发的自由基聚合反应来形成交联密度在10％的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶；
步骤2：将FeSO4与Fe2(SO4)3按照质量之比为11∶1的比例混合，加入去离子水配制成1.89M的饱和铁离子溶液；
步骤3：将步骤1中所述的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶浸入到步骤2中所述的饱和铁离子溶液内，室温下浸泡24h，使阴离子水凝胶与铁离子完全吸附；
步骤4：配制0.5M的NaOH溶液；
步骤5：将步骤3中吸附了铁离子的水凝胶浸泡到步骤4的NaOH溶液中，水浴加热至50℃，恒温保持12h，得到磁性高分子水凝胶。
通过振动样品磁强计(VSM)表征，证实了本实施例所制备的磁性高分子水凝胶在室温下的饱和磁化强度为13.634emu/g，且表现出超顺磁性。而在SEM的表征中，可观察到在高分子水凝胶网络中有大量单分散的尺寸在120nm左右的八面体Fe3O4磁性颗粒。

Claims (4)

1.一种新型磁性高分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠为单体，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，通过利用365nm紫外光引发的自由基聚合反应来形成交联密度在4-10％的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶；
步骤2：将FeSO4与Fe2(SO4)3按照质量之比为11∶1的比例混合，加入去离子水配制成1.89M的饱和铁离子溶液；
步骤3：将步骤1中所述的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶浸入到步骤2中所述的饱和铁离子溶液内，室温下浸泡24h，使阴离子水凝胶与铁离子完全吸附；
步骤4：配制0.5M的NaOH溶液；
步骤5：将步骤3中吸附了铁离子的水凝胶浸泡到步骤4的NaOH溶液中，水浴加热至50℃，恒温保持12h，得到磁性高分子水凝胶。
2.根据权利要求1所述的新型磁性高分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠为单体，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，通过利用365nm紫外光引发的自由基聚合反应来形成交联密度在4％的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶；
步骤2：将FeSO4与Fe2(SO4)3按照质量之比为11∶1的比例混合，加入去离子水配制成1.89M的饱和铁离子溶液；
步骤3：将步骤1中所述的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶浸入到步骤2中所述的饱和铁离子溶液内，室温下浸泡24h，使阴离子水凝胶与铁离子完全吸附；
步骤4：配制0.5M的NaOH溶液；
步骤5：将步骤3中吸附了铁离子的水凝胶浸泡到步骤4的NaOH溶液中，水浴加热至50℃，恒温保持12h，得到磁性高分子水凝胶。
3.根据权利要求1所述的新型磁性高分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠为单体，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，通过利用365nm紫外光引发的自由基聚合反应来形成交联密度在7％的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶；
步骤2：将FeSO4与Fe2(SO4)3按照质量之比为11∶1的比例混合，加入去离子水配制成1.89M的饱和铁离子溶液；
步骤3：将步骤1中所述的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶浸入到步骤2中所述的饱和铁离子溶液内，室温下浸泡24h，使阴离子水凝胶与铁离子完全吸附；
步骤4：配制0.5M的NaOH溶液；
步骤5：将步骤3中吸附了铁离子的水凝胶浸泡到步骤4的NaOH溶液中，水浴加热至50℃，恒温保持12h，得到磁性高分子水凝胶。
4.根据权利要求1所述的新型磁性高分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠为单体，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，通过利用365nm紫外光引发的自由基聚合反应来形成交联密度在10％的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶；
步骤2：将FeSO4与Fe2(SO4)3按照质量之比为11∶1的比例混合，加入去离子水配制成1.89M的饱和铁离子溶液；
步骤3：将步骤1中所述的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠阴离子水凝胶浸入到步骤2中所述的饱和铁离子溶液内，室温下浸泡24h，使阴离子水凝胶与铁离子完全吸附；
步骤4：配制0.5M的NaOH溶液；
步骤5：将步骤3中吸附了铁离子的水凝胶浸泡到步骤4的NaOH溶液中，水浴加热至50℃，恒温保持12h，得到磁性高分子水凝胶。
CN 201110207305 2011-07-22 2011-07-22 一种磁性高分子水凝胶的制备方法 Expired - Fee Related CN102391603B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110207305 CN102391603B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种磁性高分子水凝胶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110207305 CN102391603B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种磁性高分子水凝胶的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102391603A true CN102391603A (zh) 2012-03-28
CN102391603B CN102391603B (zh) 2013-06-05

Family

ID=45858994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110207305 Expired - Fee Related CN102391603B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种磁性高分子水凝胶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102391603B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102659190A (zh) * 2012-04-17 2012-09-12 西安交通大学 一种合成三棱镜结构四氧化三铁纳米晶体的方法
CN104672485A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 华中科技大学 一种光子晶体薄膜、其制备方法及应用
CN105561933A (zh) * 2015-12-17 2016-05-11 梅庆波 一种改性磁性水凝胶重金属离子吸附剂的制备方法
CN105642348A (zh) * 2016-03-07 2016-06-08 湖北科技学院 磁性可回收纳米复合水凝胶催化材料原位辐射制备方法
CN108424532A (zh) * 2018-03-14 2018-08-21 西安交通大学 一种高强度高断裂韧性的磁性水凝胶的制备方法
CN108707252A (zh) * 2018-05-31 2018-10-26 西安交通大学 一种纳米复合离子液体凝胶材料及其制备和基于该材料的应变传感器
WO2019174609A1 (zh) * 2018-03-14 2019-09-19 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 复合材料、化学水浴沉积方法和cigs光伏组件的制备方法
CN110312742A (zh) * 2017-01-20 2019-10-08 生命科技公司 聚合物颗粒
CN111087627A (zh) * 2019-12-27 2020-05-01 太原理工大学 一种复合水凝胶及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101113022A (zh) * 2007-07-06 2008-01-30 哈尔滨工业大学 壳聚糖水凝胶诱导原位合成超顺磁性纳米四氧化三铁颗粒
CN101935070A (zh) * 2010-09-17 2011-01-05 东华大学 丙烯酸类聚合物纳米水凝胶诱导原位合成超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101113022A (zh) * 2007-07-06 2008-01-30 哈尔滨工业大学 壳聚糖水凝胶诱导原位合成超顺磁性纳米四氧化三铁颗粒
CN101935070A (zh) * 2010-09-17 2011-01-05 东华大学 丙烯酸类聚合物纳米水凝胶诱导原位合成超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张鸿儒等: "快速响应PNIPA/Fe3O4复合凝胶辐射制备与性能研究", 《辐射研究与辐射工艺学报》, vol. 27, no. 3, 30 June 2009 (2009-06-30), pages 139 - 144 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102659190B (zh) * 2012-04-17 2014-04-23 西安交通大学 一种合成三棱镜结构四氧化三铁纳米晶体的方法
CN102659190A (zh) * 2012-04-17 2012-09-12 西安交通大学 一种合成三棱镜结构四氧化三铁纳米晶体的方法
CN104672485A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 华中科技大学 一种光子晶体薄膜、其制备方法及应用
CN104672485B (zh) * 2015-02-13 2018-06-12 华中科技大学 一种光子晶体薄膜、其制备方法及应用
CN105561933A (zh) * 2015-12-17 2016-05-11 梅庆波 一种改性磁性水凝胶重金属离子吸附剂的制备方法
CN105642348A (zh) * 2016-03-07 2016-06-08 湖北科技学院 磁性可回收纳米复合水凝胶催化材料原位辐射制备方法
CN110312742A (zh) * 2017-01-20 2019-10-08 生命科技公司 聚合物颗粒
CN108424532A (zh) * 2018-03-14 2018-08-21 西安交通大学 一种高强度高断裂韧性的磁性水凝胶的制备方法
WO2019174609A1 (zh) * 2018-03-14 2019-09-19 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 复合材料、化学水浴沉积方法和cigs光伏组件的制备方法
JP2019161207A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 北京▲伯▼陽頂栄光伏科技有限公司 複合材料、化学水浴堆積方法とｃｉｇｓソーラーモジュールの製造方法
CN108424532B (zh) * 2018-03-14 2020-05-15 西安交通大学 一种高强度高断裂韧性的磁性水凝胶的制备方法
CN108707252A (zh) * 2018-05-31 2018-10-26 西安交通大学 一种纳米复合离子液体凝胶材料及其制备和基于该材料的应变传感器
CN111087627A (zh) * 2019-12-27 2020-05-01 太原理工大学 一种复合水凝胶及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN102391603B (zh) 2013-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102391603B (zh) 一种磁性高分子水凝胶的制备方法
Gao et al. Biopolymer-assisted green synthesis of iron oxide nanoparticles and their magnetic properties
CN103333368B (zh) 碳纳米材料的复合分散剂及其制备聚合物导电复合材料的方法
Huang et al. Versatile magnetic gel from peach gum polysaccharide for efficient adsorption of Pb2+ and Cd2+ ions and catalysis
KR101516345B1 (ko) 자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자
Zhang et al. Waste eggshell membrane-assisted synthesis of magnetic CuFe2O4 nanomaterials with multifunctional properties (adsorptive, catalytic, antibacterial) for water remediation
Hritcu et al. Preparation and characterization of magnetic chitosan nanospheres
CN104368807B (zh) 一种金属软磁复合材料用粉末的包覆方法及磁体的制备方法
Castro et al. Production of magnetic nanoparticles in imine polymer matrixes
CN104045336B (zh) 镍铁氧体磁性纳米纤维材料的制备方法
JP7253849B2 (ja) 磁性繊維材料の製造方法
CN105271825B (zh) 一种普鲁士蓝及类普鲁士蓝纳米片薄膜材料及其原位制备方法
Shi et al. Preparation and characterization of core-shell structure Fe3O4@ C magnetic nanoparticles
CN103341643B (zh) 表面包覆银壳层导电复合粒子的复合还原剂液相制备方法
Liu et al. Magnetic responsive cellulose nanocomposites and their applications
Qi et al. Study of self-assembly of octahedral magnetite under an external magnetic field
Zhang et al. Self-assembled core-shell Fe3O4@ SiO2 nanoparticles from electrospun fibers
CN108441880A (zh) 金属比例可调的FeNiCo含氧化合物纳米片及其制备方法和应用
Guo et al. Molecularly imprinted polymer-based photocatalyst for highly selective degradation of methylene blue
Zezin Synthesis of metal-polymer complexes and functional nanostructures in films and coatings of interpolyelectrolyte complexes
Guo et al. Fabrication of Hierarchical Fe3O4@ SiO2@ P (4VP‐DVB)@ Au Nanostructures and Their Enhanced Catalytic Properties
CN105741996A (zh) 一种基于低温等离子体的超顺磁性纳米颗粒的制备方法
Reddy et al. Temperature responsive hydrogel magnetic nanocomposites for hyperthermia and metal extraction applications
Zhong et al. Synthesis of PS–CoFe2O4 composite nanomaterial with improved magnetic properties by a one-step solvothermal method
CN105504310A (zh) 聚(n-异丙基丙烯酰胺)/四氧化三铁水凝胶制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20171116

Address after: 225125 Yangzhou environmental protection science and Technology Pioneer Park, Yangzhou City, Jiangsu

Patentee after: Yangzhou love new Mstar Technology Ltd

Address before: No. 28 Xianning Road, Xi'an, Shaanxi

Patentee before: Xi'an Jiaotong University

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130605

Termination date: 20200722