一种超声波制备低毒性二硒化钼的方法
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种超声波制备低毒性二硒化钼的方法。
背景技术
二硒化钼作为过渡金属化合物中的一员在光电子、医药、电池等诸多领域得到了广泛的研究。与石墨烯及其类似物相比，二硒化钼具有更低的细胞毒性。硒和钼是人体必需的微量元素，二硒化钼的毒性较其他二维过渡金属双卤族化物材料要低。作为一种无机材料，正常的二硒化钼对人体的生物相容性较差，因此寻找具有良好生物相容性和多功能性的二硒化钼纳米材料的加工方法迫在眉睫。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超声波制备低毒性二硒化钼的方法，采用超声技术对二硒化钼纳米颗粒进行分散，将二硒化钼颗粒在超声波下与混合有机溶液反应，使二硒化钼颗粒表面含有良好生物相容性的碳元素。研究掺杂碳的二硒化钼纳米粒子对生物相容性的影响，降低其毒性具有重要意义。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种超声波制备低毒性二硒化钼的方法，将硒化钼加入去离子水和有机醇类的混合液体中，超声波分散，去离子水洗涤后烘干即得。
所述硒化钼可通过如下方法制备：将硒粉、钼酸钠、水合肼、去离子水混合进行水热反应(可在聚四氟乙烯内胆中充分搅拌均匀实现混合，然后直接进行水热反应)，自然冷却后用去离子水反复洗涤至中性。
其中优选地，硒粉与钼酸钠的质量比为1:1-2。水合肼与蒸馏水的体积比为1:5-10。水热反应的条件优选为180-220℃，12-24h。
本发明的有机醇类可为乙醇、聚乙二醇和异丙醇中的任意一种或多种，与去离子水的体积比为1:1-5。
所述硒化钼与有机醇类的质量比优选为1：100-1000。
本发明超声波分散中超声的频率优选为20-40KHZ，功率优选为200-1500W，分散的时间优选为2-4h，用去离子水离心洗涤后60℃烘干。
本发明的原理为：
在二硒化钼纳米材料的制备过程中采用高功率超声，空化过程的高温分解和超声波分散起主导作用。利用超声波的“超声空化”现象，释放出巨大的能量，空化气泡在爆炸的瞬间产生局部高温高压环境。这些条件使有机混合物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧或热分解，促进二硒化钼表面碳化物的形成。所制备的碳包覆的二硒化钼在水中具有优异的分散性能，在生物医药等领域具有较大的应用价值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.超声波技术简单、安全、成本低，产品的生物相容性高。
2.表面碳含量可调：根据有机混合溶液的配比可以调整二硒化钼表面的碳含量，从而调节材料的生物相容性。覆盖的碳化层随着有机溶剂的增加而增加，而生物相容性也随之变得更好。
附图说明
图1为实施案例1的二硒化钼处理前的生物相容性对比图。
图2为实施案例1的二硒化钼处理后的生物相容性对比图。
图3为实施案例1的二硒化钼的扫描电镜(SEM)图。
图4为实施案例1的二硒化钼的透射电镜(TEM)图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
实施例1：将0.5g硒粉、0.765g钼酸钠、5mL水合肼、40mL去离子水加入聚四氟乙烯内胆中，充分搅拌均匀。在200℃进行水热反应12h，自然冷却后用去离子水反复洗涤至中性。配置异丙醇(50mL)和去离子水(50mL)的混合溶液100mL，异丙醇与去离子水的体积比列为1:1。将制备的二硒化钼加入混合有机溶液中，硒化钼与有机醇类的用量质量比为1：500。用频率为40KHZ，功率为1500W超声波分散2h，用去离子水离心洗涤后60℃烘干得到产品。
将正常和碳掺杂的MoSe2纳米颗粒用不同浓度的二甲基亚砜处理48h后，用MTT法检测KH-2细胞存活率。图1和图2显示了不同浓度的正常MoSe2纳米颗粒对KH-2细胞的存活率，当浓度达到100μg/mL时，细胞存活率下降到64.4％。而碳掺杂的MoSe2纳米颗粒对KH-2细胞的增殖有良好的抑制作用，不同浓度下的细胞存活率几乎达到100％，说明碳掺杂的MoSe2纳米颗粒比普通的MoSe2纳米颗粒具有更好的生物相容性。图3和图4显示得到的产品具有多孔的表面形貌，尺度达到纳米级。
表1是产品的EDS碳含量检测结果，结果表明该产品含有丰富的碳元素。
表1制备所得二硒化钼元素分布
实施例2：将0.5g硒粉、0.765g钼酸钠、8mL水合肼、40mL去离子水加入聚四氟乙烯内胆中，充分搅拌均匀。在210℃进行水热反应12h，自然冷却后用去离子水反复洗涤至中性。配置去离子水(50mL)、乙醇(20mL)和异丙醇(30mL)的混合溶液100mL，有机醇类和去离子水的体积比为1:1。将制备的二硒化钼加入混合有机溶液中，硒化钼与有机醇类的用量质量比为1：200。用频率为40KHZ，功率为1500W超声波分散3h，用去离子水离心洗涤后60℃烘干得到产品。得到的产品24小时KH-2细胞存活率超过96％。
实施例3：将0.5g硒粉、0.765g钼酸钠、5mL水合肼、40mL去离子水加入聚四氟乙烯内胆中，充分搅拌均匀。在200℃进行水热反应12h，自然冷却后用去离子水反复洗涤至中性。配置去离子水(80mL)、聚乙二醇400(10mL)和异丙醇(10mL)的混合溶液100mL，有机醇类和去离子水的体积比为1:4。将制备的二硒化钼加入混合有机溶液中，硒化钼与有机醇类的用量质量比为1：800。用频率为40KHZ，功率为500W超声波分散4h，用去离子水离心洗涤后60℃烘干得到产品。得到的产品24小时KH-2细胞存活率超过98％。
实施例4：将0.5g硒粉、0.765g钼酸钠、5mL水合肼、40mL去离子水加入聚四氟乙烯内胆中，充分搅拌均匀。在220℃进行水热反应12h，自然冷却后用去离子水反复洗涤至中性。配置去离子水(80mL)、聚乙二醇400(5mL)和乙醇(15mL)的混合溶液100mL，有机醇类和去离子水的体积比为1:4。将制备的二硒化钼加入混合有机溶液中，硒化钼与有机醇类的用量质量比为1：600。用频率为20KHZ，功率为1000W超声波分散2h，用去离子水离心洗涤后60℃烘干得到产品。得到的产品24小时KH-2细胞存活率超过97％。
实施例5：将0.5g硒粉、0.765g钼酸钠、5mL水合肼、50mL去离子水加入聚四氟乙烯内胆中，充分搅拌均匀。在190℃进行水热反应12h，自然冷却后用去离子水反复洗涤至中性。配置去离子水(60mL)、聚乙二醇400(5mL)、乙醇(15mL)和异丙醇(20mL)的混合溶液100mL，有机醇类和去离子水的体积比为1:3。将制备的二硒化钼加入混合有机溶液中，硒化钼与有机醇类的用量质量比为1：1000。用频率为30KHZ，功率为1500W超声波分散4h，用去离子水离心洗涤后60℃烘干得到产品。得到的产品24小时KH-2细胞存活率超过99％。
综上，本发明采用超声技术对二硒化钼纳米颗粒进行分散，利用超声波的“超声空化”现象，释放出巨大的能量，空化气泡在爆炸的瞬间产生局部高温高压环境。这些条件使有机混合物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧或热分解，使二硒化钼颗粒表面含有良好生物相容性的碳元素。与石墨烯及其类似物相比，二硒化钼具有更低的细胞毒性。硒和钼是人体必需的微量元素，二硒化钼的毒性较其他二维过渡金属双卤族化物材料要低。作为一种无机材料，正常的二硒化钼对人体的生物相容性较差，研究掺杂碳的二硒化钼纳米粒子对生物相容性的影响，降低其毒性具有重要意义。制备的碳包覆的二硒化钼在水中具有优异的分散性能，在生物医药等领域具有较大的应用价值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
