一种聚合物包覆的纳米颗粒以及复合纳米乳液和大乳液.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114907576A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202110167224.1C08K3/28(2006.01)(22)申请日2021.02.07(71)申请人中国科学院地质与地球物理研究所地址100029北京市朝阳区北土城西路19号申请人卡尔加里大学技术国际有限公司(72)发明人曹长乾史蒂文L.布莱恩特(74)专利代理机构北京中知星原知识产权代理事务所(普通合伙)11868专利代理师艾变开(51)Int.Cl.C08J3/03(2006.01)C08L25/18(2006.01)C08K3/22(2006.01)C08K3/16(2006.01)权利要求书2页说明书15页附图17页(54)发明名称一种聚合物包覆的纳米颗粒以及复合纳米乳液和大乳液(57)摘要本发明提供了一种聚合物包覆的纳米颗粒以及复合纳米乳液和大乳液，所述聚合物包覆的纳米颗粒中，聚合物自组装为笼状结构，包覆纳米颗粒；所述纳米颗粒为含铁的金属氧化物。本发明提供的聚合物包覆的纳米颗粒壳作为稳定剂可以制备复合纳米乳液，进而可以以极低的浓度制备得到稳定的大乳液。克服了大乳液合成往往需要高浓度的表面活性剂和固体颗粒停留在油‑水界面，降低表面张力以稳定大的油滴。本发明开发一种简单，降低成本的合成乳液的方法，具有重要的意义。CN114907576ACN114907576A权利要求书1/2页1.一种聚合物包覆的纳米颗粒，所述聚合物自组装为笼状结构，包覆纳米颗粒；所述纳米颗粒为含铁的金属氧化物。2.如权利要求1所述的纳米颗粒，其特征在于，所述聚合物包含磺酸基团和羧基，所述磺酸基和羧基可以全部或部分地转化为盐的形式，所述盐为钾盐，钠盐，铵盐。3.如权利要求2所述的纳米颗粒，其特征在于，所述聚合物由含有磺酸基不饱和单体和含有羧基的不饱和单体共聚得到；所述含有磺酸基不饱和单体包括苯乙烯磺酸盐，甲基丙烯基磺酸盐，丙烯基磺酸盐，乙烯基磺酸盐，丁烯基磺酸盐，2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸盐；含有羧基的不饱和单体选自马来酸，丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2‑乙基丙烯酸、2‑戊烯酸、4‑戊烯、2‑辛烯酸、3‑乙烯基苯甲酸、4‑乙烯基苯甲酸、10‑十一碳烯酸、芥酸、巴西烯酸、棕榈油酸、油酸、神经酸、亚麻酸、蓖麻油酸、4‑氧代‑4‑苯基‑2‑丁烯酸、2‑溴丙烯酸、2‑溴甲基‑丙烯酸、山梨酸、衣康酸、柠康酸、富马酸、甲基富马酸、中康酸、2‑甲基琥珀酸、黏糠酸。4.如权利要求1所述的纳米颗粒，其特征在于，所述聚合物的分子量为100‑300万，优选为150‑200万；或者聚合物的重复单元数为50‑200，优选为90‑120。5.如权利要求1‑4任一项所述的纳米颗粒，其特征在于，所述聚合物为聚(4‑苯乙烯磺酸‑马来酸共聚物)的钠盐，其中磺酸盐和羧基的在聚合物中的数量比为1:2，分子量为150‑200万。6.如权利要求1所述的纳米颗粒，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒的化学结构为Fe(3‑x)MxO4(0≤x≤3)或Fe(2‑x)MxO3(0≤x≤2)，其中，所述的M选自Mn、Cu、Zn、Ni、Gd或Co。所述金属氧化物纳米颗粒的尺寸为5‑150nm，优选10‑20nm；优选地，所述金属氧化物纳米颗粒为Fe3O4，Fe1.5Co1.5O4。7.如权利要求1‑6任一项所述的纳米颗粒，其特征在于，每个聚合物的笼中含有一个纳米颗粒，笼中的单个纳米颗粒具有1000‑120000个金属原子，优选每个聚合物的笼中具有5000‑10000个金属原子；所述金属原子优选为铁。8.权利要求1‑7任一项所述纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：a)使聚合物自组装形成笼形结构；b)加入金属的盐和氧化剂，在聚合物形成的笼形结构的空腔内生长为纳米颗粒晶体；可选地，还进行纯化步骤(c)：离心后用蛋白富集管将合成的磁性纳米颗粒浓缩。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物自组装为笼状结构的条件盐浓度为0.05‑1M卤化盐，优选为0.1‑0.2M，pH值为3‑10，优选为5‑8.5，更优选为7‑8.5；温度为45‑90℃，优选为50‑60℃，更优选为50‑55℃；聚合物的浓度为0.25‑5mg/mL，优选为1‑2mg/mL。10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述金属的盐包括铁盐，可选地，还可以加入金属M的盐，所述金属M选自Mn、Cu、Zn、Ni、Gd、Co中的至少一种；所述金属M的盐优选为卤化盐，比如氯化锰，氯化铜，氯化钴。11.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，金属氧化物纳米颗粒和氧化剂按照金属的盐和氧化剂的摩尔比按照2‑3:1投料。12.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐的加入速度为体系中每分钟每个聚合物内加入