両親媒性ポリマーを界面グラフト化した磁性ナノ粒子の調製と知的分離プロセスへの展開

两亲性聚合物界面接枝磁性纳米粒子的制备及其在智能分离过程中的应用

• 批准号: 15750123
• 负责人: 高藤 誠
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15750123/
• 关键词: 磁性ナノ粒子; 有機-無機ハイブリッド; テロメリゼーション; 高分子金属錯体; 表面修飾; ビニルイミダゾール; 金属吸着剤; ビニルピリジン

ナノ磁性粒子はこの10年間に急速に発展した分野であり,記録材料,細胞のラベリングや分離,生体関連物質の分離,薬物輸送,汚水処理,有用物質の回収,濃縮といったさまざまな分野への応用展開が試みられている。これらの応用において,粒子サイズおよび単分散性の制御,媒体中での分散安定性,環境安定性(耐pH,溶解性)などが磁性ナノ粒子の応用開発において重要な技術となっている。ナノ磁性粒子の安定化,機能化に関しては,有機低分子の化学修飾,ポリマーコート,界面活性剤の利用,シリカコートなどの様々な手法が検討されている。本研究では,末端反応性ポリマーを磁性ナノ粒子表面に直接グラフト化することで,従来手法とは異なる特色を有する磁性ナノ粒子の開発および応用展開について検討することを目的とした。ポリマーグラフト化磁性ナノ粒子は,3-メルカプトプロピルトリメトシキシシランをテロゲンとしたビニルモノマーのテロメリゼーションにより末端反応性のポリマーを得た後,磁性粒子へグラフト化することにより調製した。1-ビニルイミダゾール(VIm),4-ビニルピリジン(4VP),N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)など数種のモノマーについてテロメリゼーションが適用できることが判った。VImポリマーをグラフト化させた磁性ナノ粒子は,水中に分散し,金属イオンを選択的に吸着することから,金属イオンの磁気分離に利用できることが判った。ポリマーはpH3.5-10の範囲で化学的に安定であり,幅広いpH範囲で金属吸着が可能であることが判った。(Chem.Mater.,2004に掲載)また,4VPポリマーをグラフト化した磁性ナノ粒子は,4VPを4級化することで界面の極性を制御可能であり,非極性溶媒から極性溶媒まで様々な溶媒に分散する磁性ナノ粒子を得ることができた。(J.Nanosci.Nanotech.,2005に掲載)

在过去的十年中，纳米磁颗粒已经迅速开发，并应用于各种领域，例如记录材料，细胞的标记和分离，生物学物质的分离，药物运输，污水处理，污水处理，有用物质的回收和浓度。在这些应用中，粒度和单分散性控制，媒体的分散稳定性，环境稳定性（pH抗性，溶解度）等是磁性纳米颗粒开发的重要技术。已经研究了有关纳米磁颗粒的稳定化和功能化的各种方法，例如小型有机分子的化学修饰，聚合物涂料，表面活性剂的使用，二氧化硅涂层等。这项研究旨在研究与磁性剂量直接捕获磁反应性的磁反应性nan nan and nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan nan n an nan and nan nan nan nan nan nan n an nan nan n an nan nanopictial的开发和应用开发。通过使用3-甲基丙基三甲氧基硅烷作为三氧二烯聚丙基 - 三甲氧基硅烷，然后将乙烯基单体端粒化制备聚合物接枝的磁性纳米颗粒，然后将其嫁接到磁颗粒上。已经发现，端粒化可以应用于几个单体，例如1-乙烯基咪唑（VIM），4-乙烯基吡啶（4VP）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAM）。用VIM聚合物接枝的磁性纳米颗粒分散在水中并选择性地吸附金属离子，因此可用于金属离子的磁分离。发现聚合物在3.5-10的pH范围内化学稳定，并且可以在宽的pH范围内吸附金属。 （发表在Chem.Mater。，2004年）此外，用4VP聚合物接枝的磁性纳米颗粒可以通过将4VP进行序列化以及分散在从非极性到极性溶液的各种溶剂中的磁性纳米颗粒来控制界面的极性。 （发表在J.Nanosci。Nanotech。，2005年）

项目成果

Makoto Takafuji, Shunichi Ide, Kenji Kato, Zhenghe Xu, Hirotaka Ihara: "Preparation of poly(1-vinylimidazole)-grafted magnetic nano particles and its application to metal ion adsorbent"8^<th> Pacific Polymer Conference. 8. 37 (2003)

Makoto Takafuji、Shunichi Ide、Kenji Kato、Zhenghe Xu、Hirotaka Ihara：“聚(1-乙烯基咪唑)接枝磁性纳米粒子的制备及其在金属离子吸附剂中的应用”第8届太平洋聚合物会议。