一种核壳结构的聚吡咯/介孔二氧化硅/石墨烯量子点纳米复合材料的制备方法与流程

本发明涉及一种核壳结构的聚吡咯/介孔二氧化硅/石墨烯量子点纳米复合材料的制备方法，属于材料合成领域。

技术背景

聚吡咯具有很好的光学性能，可以将光能转化成热能。介孔二氧化硅在药物缓释中可以有效的提高药物的装载率，并且介孔二氧化硅具有很好的生物相容性和低的细胞毒性。而石墨烯量子点含有大量的羧基，可以很好的与硅羟基和氨基形成氢键，并且其具有与介孔二氧化硅孔径大小相匹配的粒径。因此合成的聚吡咯/介孔二氧化硅/石墨烯量子点纳米复合材料可以利用介孔二氧化硅提高药物的装载量，在近红外光照射下聚吡咯将光能转化成热能,控制药物释放。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种核壳结构的聚吡咯/介孔二氧化硅/石墨烯量子点纳米复合材料的制备方法。

本发明所述一种核壳结构的聚吡咯/介孔二氧化硅/石墨烯量子点纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a、制备纳米四氧化三铁/聚吡咯：取0.5g Fe₃O₄、5.4g FeCl₃和150mL去离子水加入到250mL三口烧瓶中机械搅拌3小时，使Fe³⁺通过离子效应附着在Fe₃O₄表面。随后快速加入20mL十二烷基苯磺酸钠和吡咯单体。在室温下搅拌12小时。将最后产品磁分离并用无水乙醇和去离子水反复洗涤。

b、制备四氧化三铁/聚吡咯/介孔二氧化硅纳米粒子：称取步骤a制备的纳米四氧化三铁/聚吡咯分散在含有十六烷基三甲基溴化铵(0.9g)、蒸馏水(80mL)、氨水(1.2mL)、乙醇(60mL)的混合溶液中，将混合溶液超声分散30分钟。将正硅酸乙酯(0.9mL)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(0.3mL)逐滴加入到连续搅拌的溶液中，反应6小时。将所得产品磁分离收集，用乙醇和蒸馏水反复洗涤移除非磁性副产物。将洗涤后的产物分散在甲醇(90mL)和盐酸(5mL)混合溶液中，在75℃下回流12小时，移除十六烷基三甲基溴化铵模板和Fe₃O₄模板。将所得产物用乙醇和蒸馏水反复洗涤后干燥。

c、制备聚吡咯/介孔二氧化硅载药复合材料：将步骤b制备的聚吡咯/介孔二氧化硅纳米粒子分散在甲氨喋呤溶液中，恒温37℃下搅拌，达到平衡状态。将载药后的样品离心分离，在60℃下干燥。

d、制备聚吡咯/介孔二氧化硅/石墨烯量子点复合材料：将步骤c制备的聚吡咯/介孔二氧化硅载药复合材料加入到含有石墨烯量子点的溶液中，搅拌反应12小时。将装载石墨烯量子点的材料离心分离，60℃下干燥。

进一步地，步骤a中十二烷基苯磺酸钠的浓度为5.0～6.0wt％，吡咯单体的量为0～1mL。

进一步地，步骤b中甲醇和盐酸混合溶液可以为丙酮溶液、异丙基甲基苯酚或500～600℃高温煅烧移除十六烷基三甲基溴化铵模板。

进一步地，步骤c中甲氨喋呤浓度为0～1mg/mL。

本发明的有益效果是：聚吡咯/介孔二氧化硅/石墨烯量子点纳米复合材料具有优良的光转热性能，在近红外光照射下将光转化成热控制被封装的介孔二氧化硅孔道打开。

附图说明

下面结合附图对本实验进一步说明。

图1为实施例一中聚吡咯/介孔二氧化硅的场发射扫描电镜图。

图2为实施例一中聚吡咯/介孔二氧化硅的透射电镜图。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例一：

制备核壳结构的聚吡咯/介孔二氧化硅/石墨烯量子点纳米复合材料包括以下几个步骤：

(1)分别取0.5g Fe₃O₄、5.4g FeCl₃和150mL去离子水加入到250mL三口烧瓶中机械搅拌3小时，使Fe³⁺通过离子效应附着在Fe₃O₄表面。随后快速加入20mL(5.85wt％)的十二烷基苯磺酸钠和0.3mL吡咯单体，在室温下搅拌12小时。将最后产品磁分离并用无水乙醇和去离子水反复洗涤。

(2)称取步骤(1)制备的纳米四氧化三铁/聚吡咯纳米粒子分散在含有十六烷基三甲基溴化铵(0.9g)、蒸馏水(80mL)、氨水(1.2mL)、乙醇(60mL)的混合溶液中，将混合溶液超声分散30分钟。将正硅酸乙酯(0.9mL)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(0.3mL)逐滴加入到连续搅拌的溶液中，反应6小时。将所得产品磁分离收集，用乙醇和蒸馏水反复洗涤移除非磁性副产物。将洗涤后的产物分散在甲醇(90mL)和盐酸(5mL)混合溶液中，在75℃回流12小时，移除十六烷基三甲基溴化铵模板和Fe₃O₄模板。将所得产物用乙醇和蒸馏水反复洗涤干燥。所得聚吡咯/介孔二氧化硅纳米粒子的场发射扫描电镜如图1所示。所得聚吡咯/介孔二氧化硅纳米粒子的透射电镜如图2所示。

(3)将步骤(2)制备的聚吡咯/介孔二氧化硅纳米粒子分散在0.05mg/mL甲氨喋呤溶液中，恒温37℃下搅拌，达到平衡状态。将载药后的样品离心分离，在60℃下干燥。

(4)将步骤(3)制备的聚吡咯/介孔二氧化硅载药复合材料加入到含有石墨烯量子点的溶液中，搅拌反应12小时。将装载石墨烯量子点的材料离心分离，60℃下干燥。