共轭亚油酸修饰Fe3O4纳米颗粒的刺激响应性

doi:10.7503/cjcu20200309

摘要/Abstract

摘要：

采用少量天然不饱和脂肪酸共轭亚油酸(CLA)代替常用油酸对Fe₃O₄纳米颗粒进行表面修饰. 通过引发CLA中共轭双键自交联增强表面修饰牢度, 并利用该修饰层为修饰后的Fe₃O₄纳米颗粒提供第二重pH响应性. 分别通过透射电子显微镜(TEM)表征粒径和形貌、全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)表征配位模式、热重(TG)分析修饰量、 θ角表征表面润湿性、超景深三维显微技术表征修饰后颗粒稳定的Pickering乳液的粒径及分布等. 结果表明, 修饰后颗粒具有分散性好、修饰层薄而稳定、表面疏水性增强及具有明显的pH/磁双重响应性等特征. 修饰后颗粒稳定的Pickering乳液具有乳化剂用量(质量分数0.05%)少、乳液为高内(油)相(体积分数80%)类型、 pH响应能够开关乳液、外磁场驱使乳液定向移动等特征, 且模拟实验显示借助该乳液可以有效实现水相有机污染物的萃取与分离.

关键词: 共轭亚油酸, 四氧化三铁纳米颗粒, 表面修饰, 刺激响应, Pickering乳液

Abstract:

The surface of Fe₃O₄ nanoparticles was modified by small dosage of the natural unsaturated fatty acid， conjugated linoleic acid（CLA）， instead of oleic acid to prevent the nanoparticles from secondary agglo-meration， oxidization and thus loss of magnetism， and to further improve thermal instability of the modified fatty acid layer. The stability of the modified layer was enhanced by means of self-crosslinking of conjugated double bond of CLA molecules， by which the modified particles could be responsive to the pH stimulus besides the magnetic stimulus. The size and morphology of the modified Fe₃O₄ NPs was imaged by TEM， the coordinationmodes by ATR-FTIR， the dosage of CLA by TG， the surface wettability by θ angle analysis， moreover the droplet size and size distribution of Pickering emulsion stabilized by the modified particles were photographed by large-depth-of-field microscope. The experimental results indicated that the modified particles are well- dispersed relying on a thin and stable， hydrophobic surface showing obvious dual pH/magnetic responsiveness. Pickering emulsion could be stabilized by small dosage of the modified particles（mass fraction 0.05%） and shown the emulsion characteristics of high internal oil phase（oil volume fraction 80%）， switchable by a pH trigger， and migratable in an external magnetic field. A simulation experiment shows that the emulsion can effectively extract and separate organic pollutant in the aqueous phase.

Key words: Conjugated linoleic acid, Fe₃O₄ nanoparticles, Surface modification, Stimuli-responsive, Picke-ring emulsion

中图分类号:

O648

TrendMD:

张鑫宇, 王红, 方云, 樊晔. 共轭亚油酸修饰Fe₃O₄纳米颗粒的刺激响应性. 高等学校化学学报, 2020, 41(11): 2519.

ZHANG Xinyu, WANG Hong, FANG Yun, FAN Ye. Stimuli-responsive Fe₃O₄ Nanoparticle Modified by Conjugated Linoleic Acid. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(11): 2519.

图/表 5

Fig.1 TEM images of the unmodified(A) and the modified(B) Fe3O4 nanoparticles, Rh of the modified(C) Fe3O4 nanoparticles, FTIR spectra(D) of SCL(a) and the modified Fe3O4 nanoparticles(b), TGA results(E) of the modified and the absorbed Fe3O4 nanoparticlesInsets of (D) are the possible coordination structures of monodentate(Ⅰ), chelating bidentate(Ⅱ), and bridging bidentate(Ⅲ).

Fig.2 Contact angles of the modified(A) and the unmodified(B) Fe3O4 nanoparticles

Fig.3 Two?phase partition of the unmodified/modified Fe3O4 in water/hexane system in response to pH and magnetic stimuli

Fig.6 Switching on/off Pickering emulsion by means of the modified Fe3O4 in response to dual pH/magnetic stimuli

Scheme 1 Schematic illustration of switching on/off a model Pickering emulsion stabilized by the modified Fe3O4 in response to dual pH/magnetic stimuli for accumulation and recovery of pollutant

参考文献 26

1	Kango S.， Kalia S.， Celli A.， Njuguna J.， Habibi Y.， Kumar R.， Prog. Polym. Sci.， 2013， 38（8）， 1232—1261
2	Duan B. Y.， Wang Y.， Guo N. N.， Wang R. W.， Zhang Z. T.， Qiu S. L.， Chem. J. Chinese Universities， 2019， 40（2）， 210—215（段秉怡，王宇，郭宁宁，王润伟，张宗弢，裘式纶. 高等学校化学学报， 2019， 40（2）， 210—215）
3	Sun J. Z.， Sun Y. C.， Sun L.， J. Photochem. Photobiol. B， 2019， 197， 1—6
4	Lin Z. Y.， Zhang Z.， Li Y. M.， Deng Y.， Chem. Eng. J.， 2016， 288， 305—311
5	Liu Y. J.， Hu J. K.， Yu X. T.， J. Colloid Interface Sci.， 2017， 490， 357—364
6	Wang H. Y.， Liu H. Y.， Sun J. F.， Gu N.， Scientia Sinica（Technologica）， 2018， 48（9）， 921—930（王皓瑶，刘海祎，孙剑飞，顾宁. 中国科学：技术科学， 2018， 48（9）， 921—930）
7	Liang J. L.， Li H. P.， Yan J. G.， Energy Fuels， 2014， 28（9）， 6172—6178
8	Zhang L.， Wan X. N.， Duan W. J.， Qiu H.， Hou J. Q.， Wang X. R.， Li H.， Du X. Y.， Chem. J. Chinese Universities， 2018， 39（1）， 185—192（张龙，万晓娜，段文静，秋虎，后洁琼，王晓瑞，李慧，杜雪岩. 高等学校化学学报， 2018， 39（1）， 185—192）
9	Yan J. J.， Pan X. C.， Wang Z. Y.， Chem. Mater.， 2017， 29（11）， 4963—4969
10	Sahoo Y.， Pizem H.， Fried T.， Golodnitsky D.， Burstein L.， Sukenik C. N.， Markovich G.， Langmuir， 2001， 17（25）， 7907—7911
11	Lan Q.， Liu C.， Yang F.， J. Colloid Interface Sci.， 2008， 310（1）， 260—269
12	Wang F.， Yin C.， Wei X. Y.， Integ. Ferroelectr.， 2014， 153（1）， 92—101
13	Maity D.， Agrawal D. C.， J. Magn. Magn. Mater.， 2007， 308（1）， 46—55
14	Tavakoli M.， Hajimahmoodi M.， Shemirania F.， Anal. Methods， 2014， 6（9）， 2988—2997
15	Fuke G.， Nornberg J. L.， Crit. Rev. Food Sci. Nutrition， 2017， 57（1）， 1—7
16	Fan Y.， Liu T. T.， Fang Y.， Xia Y. M.， Chem. J. Chinese Universities， 2019， 40（6）， 1193—1200（樊晔，刘婷婷，方云，夏咏梅. 高等学校化学学报， 2019， 40（6）， 1193—1200）
17	Fan Y.， Niu T.， Fang Y.， Xia Y. M.， Liu S. X.， Fine Chemicals， 2018， 35（12）， 1987—1992（樊晔，牛田，方云，夏咏梅，刘深鑫. 精细化工， 2018， 35（12）， 1987—1992）
18	Wooding A.， Kilner M.， Lambrick D. B.， J. Colloid Interface Sci.， 1991， 144（1）， 236—242
19	Raju R. R.， Liebig F.， Klemke B.， Koetz J.， Colloid Polym. Sci.， 2018， 296（6）， 1039—1046
20	Xu J. K.， Zhang F. F.， Sun J. J.， Sheng J.， Wang F.， Sun M.， Molecules， 2014， 19（12）， 21506—21528
21	Nakamoto K.， Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds， Wiley， New York， 1986， 255—258
22	Zhang L.， He R.， Gu H. C.， Appl. Surface Sci.， 2006， 253（5）， 2611—2617
23	Wu J.， Ma G. H.， Small， 2016， 12（34）， 4633—4648
24	Yang H.， Hou Q. F.， Wang S. J.， Guo D. H.， Hu G. X.， Xu Y.， Tai J.， Wu X.， Yu D. F.， Wang J. B.， Chem. Commun.， 2018， 54（76），10679—10682
25	Mohammed A. A.， Atiya M. A.， Hussein M. A.， Colloids Surf. A， 2020， 585， 1—9
26	He X.， Liang C.， Liu Q. X.， Xu Z. H.， Chem. Eng. J.， 2019， 378， 1—17

相关文章 15

[1]	王学斌, 薛源, 茆华女, 项艳鑫, 包春燕. 光/还原双重响应水凝胶微球的制备及在细胞三维(3D)培养中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(8): 20220116.
[2]	王红, SAN Khin Nyein Ei, 方云, 张鑫宇, 樊晔. Janus纳米金稳定的Pickering乳液界面催化氧化性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220105.
[3]	李磊, 方云, 夏咏梅, 薄纯玲, 樊晔. 单糖/双糖对近中性pH下共轭亚油酸囊泡影响的比较[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(4): 20210860.
[4]	李佩鸿, 张春玲, 戴雪岩, 隋颜隆. 氧化石墨烯/聚合物复合水凝胶的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1694.
[5]	姬少博, 陈晓东. 柔性电子学中的表界面化学[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 1074.
[6]	夏嘉豪, 许华平. 含硒表界面化学[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 997.
[7]	李博鑫, 杨隽阁, 尹德忠, 高成乾, 张秋禹. 单分散聚合物微球稳定Pickering乳液法制备大粒径微胶囊相变材料[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(9): 2085.
[8]	颜范勇, 孙中慧, 庞纪平, 江英霞, 陈圆. 苯并噻嗪衍生物功能化的碳点用于检测银杏叶茶中的槲皮素[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(8): 1768.
[9]	樊晔, 李倩, 方云, 夏咏梅. 用共轭亚油酸构筑层状液晶的药物传递系统[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(4): 750.
[10]	李明,崔小倩,汪璇,李在均. 双亲性石墨烯量子点的合成及对L-薄荷醇的缓释作用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(2): 324.
[11]	陈静,陈进华,尹德忠,张伟. 己二酸二酯原位功能化SiO₂稳定Pickering乳液的相反转研究[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(1): 140.
[12]	王星火,汤钧,杨英威. 由聚合物门控的介孔二氧化硅基刺激响应性药物递送系统[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(1): 28.
[13]	樊晔, 刘婷婷, 方云, 夏咏梅. 高内相/自乳液聚合的共轭亚油酸低聚体的囊泡化及稳定性[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(6): 1193.
[14]	王斌, 王晓红, 段莉梅, 许良, 赵鹏, 菅金鹏, 刘宗瑞. 基于P₂Mo₁₈ $O 62 6 -$ @Tb³⁺溶液可逆变色-荧光开关性质对维生素C和H₂O₂的光谱检测[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(4): 676.
[15]	肖作旭, 曹红岩, 姜绪宝, 孔祥正. 以单分散P(DC-TMPTA)聚合物微球为Pickering乳液稳定剂制备石蜡乳液和石蜡微球[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(8): 1797.

共轭亚油酸修饰Fe₃O₄纳米颗粒的刺激响应性

Stimuli-responsive Fe₃O₄ Nanoparticle Modified by Conjugated Linoleic Acid

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 26

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价