本發(fā)明屬于高分子化學(xué)及聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子及其制備方法和在分離納米油水乳液中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

近年來，因?yàn)楣I(yè)含油廢水的排放以及經(jīng)常發(fā)生的原油泄露事件，油導(dǎo)致的水污染已引起了人們越來越多的關(guān)注。尋找一種環(huán)境友好型，同時也非常有效的方法來分離水中的油分，已經(jīng)成為了一種很大的挑戰(zhàn)，尤其是分離非常穩(wěn)定的納米乳化狀的油水混合物。

在實(shí)際應(yīng)用中，多種多樣的疏水性/親油性的吸油性材料經(jīng)常用于吸附水的油分。但是，由于這些材料吸收的選擇性較差，吸附油的同時也會吸收一些水，而進(jìn)一步去除油中混合的水會降低分離的效率。如果吸收材料可以選擇性地吸收其中的一種成分（油或水），并可以完全排斥另外一種成分（水或油），那么就可以實(shí)現(xiàn)油和水的完全分離。

具有超疏水/超親油表面的磁性微米或納米顆粒已經(jīng)成為從油/水乳液中富集并除去油分的一種很有前景的材料。這些磁性材料的表面常用疏水性小分子或大分子來修飾。因?yàn)槭杷饔萌菀妆活w粒聚集體粗糙的表面放大，所以這些磁性材料通常能顯示出對油的超潤濕性。通過震蕩/超聲，這些磁性材料會很容易分散到油/水的乳液中，然后在磁性的作用下使吸附了油分的材料與液體分離。這些磁性材料通常需要用大量的有機(jī)溶劑來洗滌才可以再生并循環(huán)利用。此外，回收的材料的吸油能力可能會因?yàn)橄礈觳怀浞侄档汀?/p>

如果吸附劑的油粘附性在特定的刺激作用下可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛团懦庑?，那么這些材料將很容易實(shí)現(xiàn)可控的油分捕獲和再釋放。作為一種刺激，在水介質(zhì)中pH的改變很容易實(shí)現(xiàn)。對pH敏感的小分子和大分子已經(jīng)用于構(gòu)造具有可轉(zhuǎn)變的超潤濕性的表面。

基于P2VP嵌段在水性介質(zhì)中的可質(zhì)子化和去質(zhì)子化的可轉(zhuǎn)換的特性，這些精心設(shè)計的功能表面的材料顯示出良好的可控油/水分離功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種結(jié)構(gòu)新穎且功能獨(dú)特的具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子及其制備方法，該方法通過將具有pH響應(yīng)的嵌段聚合物接枝到磁性納米顆粒的表面來合成超親油性-超親水性轉(zhuǎn)化且能夠循環(huán)利用的吸油材料，用于有效分離水包油乳液。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子，其特征在于：通過具有pH響應(yīng)性的聚（4-乙烯基吡啶-b-二甲基硅氧烷-b-4-乙烯基吡啶）（P4VP-PDMS-P4VP）三嵌段共聚物中P4VP嵌段上的吡啶基團(tuán)與超順磁納米顆粒Fe₃O₄@SiO₂表面的C-I活性基團(tuán)耦合，通過共價鍵將P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物鍵合到Fe₃O₄@SiO₂納米粒子表面得到具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子表面具有pH響應(yīng)性的P4VP嵌段能夠質(zhì)子化或脫質(zhì)子化，通過改變?nèi)芤旱膒H實(shí)現(xiàn)Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子表面超親油性和超親水性的相互轉(zhuǎn)化，具體過程為：將Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子置于中性的納米油水乳液中時，其表面呈現(xiàn)超親油性，能夠?qū)⒂头治接贔e₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的表面；吸附完成后，將吸附油分的Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子置于酸性水溶液體系中，其表面轉(zhuǎn)化為超親水性，吸附于Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子表面的油分被洗脫除去。

本發(fā)明所述的具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的制備方法，其特征在于具體步驟為：PMDETA和4-VP在大分子引發(fā)劑PDMS-diBr的作用下通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合制備P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物；P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物中P4VP嵌段上的吡啶基團(tuán)與超順磁納米顆粒Fe₃O₄@SiO₂表面的C-I活性基團(tuán)耦合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物鍵合到Fe₃O₄@SiO₂納米粒子表面最終制得具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物的具體制備過程為：用無水CH₂Cl₂作溶劑，用2-溴異丁酰溴對PDMS的氨基端基進(jìn)行酯化，使用三乙胺作為縛酸劑，將反應(yīng)物在室溫下攪拌反應(yīng)24h，再將所得溶液用碳酸氫鈉水溶液洗滌，分離有機(jī)層并用無水MgSO₄干燥，4h后過濾，產(chǎn)物于40℃真空干燥得到ATRP大分子引發(fā)劑PDMS-diBr；將0.56g PDMS-diBr、72.8mg PMDETA和2.28g 4-VP加入到Schlenk反應(yīng)管中，并用橡膠塞封口，通過凍溶-脫氣、充-排氮?dú)夥摮磻?yīng)管中的氧氣，反復(fù)3次后，在氮?dú)夥諊聦?7.6mg CuBr和5.0mL脫氣的體積比為1:1的乙醇/THF溶液加入到反應(yīng)管中，在攪拌的條件下于75℃聚合反應(yīng)24h，通過用THF稀釋反應(yīng)混合物并將其與大氣相通使反應(yīng)終止，將反應(yīng)混合物通過中性氧化鋁柱以除去銅鹽絡(luò)合物，將濾液濃縮后用水透析兩天，然后冷凍干燥得到P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的Fe₃O₄的具體制備過程為：將2.5mmol乙酰丙酮酸鐵（III）和20mmol油酸加入到含有12.8mL十八碳烯的三頸圓底燒瓶，將所得混合物在氬氣保護(hù)下加熱至160℃反應(yīng)30min，再以5℃/min的升溫速率升溫至320℃反應(yīng)60min，然后將混合物冷卻至室溫，離心，并用正己烷/異丙醇洗滌產(chǎn)品得到磁性Fe₃O₄納米粒子。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的Fe₃O₄@SiO₂的具體制備過程為：將分散在5.0mL環(huán)乙烷中的100mg Fe₃O₄納米粒子加入到12.5mL含有7.5g IPEGAL CO-520的環(huán)己烷的錐形燒瓶中，將混合物在室溫下攪拌60min，加入150uL質(zhì)量濃度為28%的氨水以形成褐色微乳液，繼續(xù)攪拌60min后加入250μL TEOS，反應(yīng)過夜，通過離心收集最終產(chǎn)物并用水/乙醇混合物洗滌得到Fe₃O₄@SiO₂納米粒子。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的具體制備過程為：將分散在15mL無水甲苯中的50mg Fe₃O₄@SiO₂納米粒子與1.5mL (3-碘丙基)三甲氧基硅烷（IPTMS）混合，并在室溫下攪拌12h，然后將硅烷化的Fe₃O₄@SiO₂納米粒子用甲苯和乙醇洗滌以除去未反應(yīng)的(3-碘丙基)三甲氧基硅烷，隨后用氮?dú)饬鞲稍锏玫焦柰榛腇e₃O₄@SiO₂納米粒子；將50mg硅烷化的Fe₃O₄@SiO₂納米粒子加入到20mL質(zhì)量濃度為5.0mg/mL P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物的無水THF溶液中反應(yīng)20min，然后將收集的顆粒置于真空烘箱中于120℃干燥12h以使得碘代烷基和P4VP嵌段上的吡啶基團(tuán)之間充分季銨化，再通過用THF洗滌除去未反應(yīng)的P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物得到具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子。

本發(fā)明所述的具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子在分離納米油水乳液中的應(yīng)用。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子分散于納米油水乳液中，2mg Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子吸附油分的重量為158.4mg，吸油效率為7820%。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子用于從不含表面活性劑的油/水乳液中富集油分并在外加磁場下可控地與水相分離，將吸附油分的Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子置于酸性水溶液體系中，被吸附的油分能夠從Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的表面洗脫除去，洗脫后的Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子重復(fù)循環(huán)利用。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1、由于中心Fe₃O₄磁性納米粒子的作用，吸附油分的Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子在外加磁場的作用下可以非常容易地與水溶液體系分離；

2、由于外層聚合物P4VP-PDMS-P4VP的pH響應(yīng)性，F(xiàn)e₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子具有隨pH值變化超親油性-超親水性轉(zhuǎn)化的表面，在酸性水溶液中，被吸附的油分可以很容易地從Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的表面洗脫除去；

3、相比于已經(jīng)報道的其它吸油材料，F(xiàn)e₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米顆粒外面較厚的聚合物層使得該雜化納米粒子具有很高的吸油效率，其吸油效率高達(dá)7820%；

4、使用過的Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子用中性水溶液洗滌后可以再利用，三次重復(fù)循環(huán)使用后，該雜化納米粒子的吸油效率并沒有明顯降低。

附圖說明

圖1中A是Br-PDMS-Br在CDCl₃中的核磁共振圖譜，B是P4VP-PDMS-P4VP在DMSO-d₆/CDCl₃ (2/1, v/v)中的核磁共振圖譜（¹H NMR）；

圖2中A、B、C分別是Fe₃O₄、Fe₃O₄@SiO₂和Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP的透射電子顯微鏡圖像（TEM）；

圖3中a、b、c、d、e分別是Fe₃O₄、Fe₃O₄@SiO₂、PDMS-diBr、P4VP-PDMS-P4VP、Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP的傅里葉變換紅外光譜圖（FT-IR）；

圖4中A、B、C、D分別是Fe₃O₄@SiO₂、用ITMS 活化的Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP、P4VP-PDMS-P4VP的熱重分析圖（TGA）；

圖5中A、B、C分別是Fe₃O₄、Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP的磁滯回線（VSM）；

圖6是Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP分別在pH為2和7的水溶液中的直徑分布圖（DLS）。

圖7是A在外加磁場的作用下，F(xiàn)e₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP分離水包油納米乳液的過程以及B通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，將納米粒子和油分分離的過程圖；

圖8中a、b、c、d分別是水包油納米乳液、P4VP-PDMS-P4VP、Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP處理后的水包油納米乳液的紫外圖譜（UV-Vis）；

圖9中a、b、c、d分別是水包油納米乳液、P4VP-PDMS-P4VP、Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP處理后的水包油納米乳液的粒徑分布圖（DLS）；

圖10中左圖顯示（A）原始水包油納米乳液和（B-D）Fe₃O₄ @SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP NP使用1-3個循環(huán)后處理的水溶液樣品圖，右圖顯示了相應(yīng)溶液在500nm的光透射率；

圖11是本發(fā)明Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP的制備及使用流程圖。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

用無水CH₂Cl₂作溶劑，用2-溴異丁酰溴對PDMS的氨基端基進(jìn)行酯化，使用三乙胺作為縛酸劑，將反應(yīng)物在室溫下攪拌24h，再將所得溶液用碳酸氫鈉水溶液洗滌3次，分離有機(jī)層并用無水MgSO₄干燥，4h后過濾，產(chǎn)物于40℃真空干燥得到ATRP大分子引發(fā)劑PDMS-diBr；將0.56g PDMS-diBr、72.8mg PMDETA和2.28g 4-VP加入到Schlenk反應(yīng)管中，并用橡膠塞封口，通過凍溶-脫氣、充-排氮?dú)夥摮磻?yīng)管中的氧氣，反復(fù)3次后，在氮?dú)夥諊聦?7.6mg CuBr和5.0mL脫氣的體積比為1:1的乙醇/THF溶液加入到反應(yīng)管中，在攪拌的條件下于75℃聚合反應(yīng)24h，通過用THF稀釋反應(yīng)混合物并將其與大氣相通使反應(yīng)終止，將反應(yīng)混合物通過中性氧化鋁柱以除去銅鹽絡(luò)合物，將濾液濃縮后用水透析兩天，然后冷凍干燥得到P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物。

圖1中A是Br-PDMS-Br在CDCl₃中的核磁共振圖譜，B是P4VP-PDMS-P4VP在DMSO-d₆/CDCl₃ (2/1, v/v)中的核磁共振圖譜（¹H NMR），屬于P4VP 嵌段在1.10-2.05ppm處的亞甲基和次甲基質(zhì)子以及6.49ppm和8.25ppm處的吡啶環(huán)質(zhì)子的特征峰可以清楚地看到，這表明PDMS-diBr成功引發(fā)了4-VP單體的聚合。

實(shí)施例2

將2.5mmol乙酰丙酮酸鐵（III）和20mmol油酸加入到含有12.8mL十八碳烯的三頸圓底燒瓶，將所得混合物在氬氣保護(hù)下加熱至160℃反應(yīng)30min，再以5℃/min的升溫速率升溫至320℃反應(yīng)60min，然后將混合物冷卻至室溫，離心，并用正己烷/異丙醇洗滌產(chǎn)品得到磁性Fe₃O₄納米粒子。

實(shí)施例3

將分散在5.0mL環(huán)乙烷中的100mg Fe₃O₄顆粒加入到12.5mL含有7.5g IPEGAL CO-520的環(huán)己烷的錐形燒瓶中，將混合物在室溫下攪拌60min，加入150uL質(zhì)量濃度為28%的氨水以形成褐色微乳液，繼續(xù)攪拌60min后加入250μL TEOS，反應(yīng)過夜，通過離心收集最終產(chǎn)物并用水/乙醇混合物洗滌得到Fe₃O₄@SiO₂納米粒子。

實(shí)施例4

將分散在15mL無水甲苯中的50mg Fe₃O₄@SiO₂納米粒子與1.5mL (3-碘丙基)三甲氧基硅烷（IPTMS）混合，并在室溫下攪拌12h，然后將硅烷化的Fe₃O₄@SiO₂納米粒子用甲苯和乙醇洗滌兩次以除去未反應(yīng)的(3-碘丙基)三甲氧基硅烷，隨后用氮?dú)饬鞲稍锏玫焦柰榛腇e₃O₄@SiO₂納米粒子；將50mg硅烷化的Fe₃O₄@SiO₂納米粒子加入到20mL質(zhì)量濃度為5.0mg/mL P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物的無水THF溶液中反應(yīng)20min，然后將收集的顆粒置于真空烘箱中于120℃干燥12h以使得碘代烷基和P4VP嵌段上的吡啶基團(tuán)之間充分季銨化，再通過用THF洗滌除去未反應(yīng)的P4VP-PDMS-P4VP三嵌段共聚物得到具有pH和磁響應(yīng)性Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子。

圖2是Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的透射電子顯微鏡圖像：使用高分辨率透射電子顯微鏡（JEOL 2100）進(jìn)行觀察樣品的形貌，樣品的制備方法：將樣品分散到乙醇中，然后將其滴到鍍有碳膜的銅網(wǎng)上，待其自然晾干后，在透射電鏡上觀察形貌。Fe₃O₄磁性納米粒子的形態(tài)和尺寸的TEM圖像如圖2A所示，從圖中可以觀察到，制備的Fe₃O₄ 磁性納米粒子呈近乎均勻的球形，平均直徑約為10nm。為了防止Fe₃O₄磁性納米粒子的團(tuán)聚以及表面易官能化的目的，在Fe₃O₄ 納米粒子的表面覆蓋上了一層二氧化硅層。此外，表面惰性的二氧化硅層還可以防止Fe₃O₄核在任何酸性的環(huán)境下被腐蝕掉。對比圖2B和圖2A，F(xiàn)e₃O₄@SiO₂納米粒子的粒徑比Fe₃O₄ 納米粒子明顯增加，并且還可以清楚地觀察到二氧化硅層。圖2c為Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的TEM圖像，從中可以清楚地看到聚合物P4VP-PDMS-P4VP外層，表明聚合物P4VP-PDMS-P4VP成功鍵合到Fe₃O₄@SiO₂納米粒子上。

紅外測試（FT-IR）

使用Perkin-Elmer Spectrum 2000紅外儀室溫下進(jìn)行測試，分辨率設(shè)為4cm^-1，掃描數(shù)為64，在400-4000cm^-1的范圍內(nèi)收集數(shù)據(jù)。FT-IR圖譜證實(shí)了Fe₃O₄納米粒子表面的二氧化硅涂層的存在。與Fe₃O₄納米粒子相比，歸屬于Si-O-Si鍵的振動的特征吸收峰（1080cm^-1）在Fe₃O₄@SiO₂納米粒子的紅外光譜中可以清晰地看到。圖3e所示為所制備的Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的紅外光譜，與無機(jī)Fe₃O₄@SiO₂納米粒子相比，屬于三嵌段共聚物P4VP-PDMS-P4V的特征吸收峰可以明顯地看到，進(jìn)一步證明三嵌段共聚物P4VP-PDMS-P4V成功鍵合在Fe₃O₄@SiO₂核的表面上。

熱重分析（TGA）

在TA Q500熱重分析儀上進(jìn)行測量，測試前將樣品置于100℃條件下以除去所有揮發(fā)性溶劑和水分，然后將樣品在60mL/min流速的氮?dú)獗Ｗo(hù)下以20℃/min升溫至800℃。圖4所示為Fe₃O₄、Fe₃O₄@SiO₂、P4VP-PDMS-P4VP、Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP熱重分析結(jié)果。從中可以看到，在100-800℃的溫度范圍內(nèi)Fe₃O₄、Fe₃O₄@SiO₂的重量變化不大。通過對比可知，在Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP的熱重圖譜中在300℃以上出現(xiàn)的一個階梯應(yīng)歸于表面P4VP-PDMS-P4V的分解。根據(jù)熱重分析結(jié)果，無機(jī)Fe₃O₄@SiO₂核和P4VP-PDMS-P4VP層之間的重量比大約在62:38。

圖5中A、B、C分別是Fe₃O₄、Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP.的磁滯回線，在室溫下通過振動樣品磁強(qiáng)儀（VSM）進(jìn)行研究。結(jié)果表明，F(xiàn)e₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子是超順磁性的，因?yàn)槌ゴ艌龊蠹葲]有檢測到剩磁也沒有檢測到矯頑力。去除磁場后不再顯示磁相互作用的行為意味著可以降低這些雜化納米粒子間的團(tuán)聚。Fe₃O₄的平均磁化飽和度（Ms）值為80.0emu/g，與文獻(xiàn)報道的結(jié)果相符。

圖6是Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子分別在pH為2和7的溶液中的粒徑分布圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pH由中性降低到2時，雜化納米粒子的平均流體力學(xué)半徑從43.8±3.6增加到75.2±5.3，該現(xiàn)象可歸因于以下事實(shí)：Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子中的P4VP嵌段在較低pH環(huán)境下被質(zhì)子化，由于帶電的P4VP嵌段之間的靜電排斥而溶脹。

具有pH和磁響應(yīng)性的Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子在可控分離水包油納米乳液中的應(yīng)用。其具體過程為：邊攪拌邊將用油紅O染色的十八碳烯（1.0mL）加入到十二烷基硫酸鈉（0.1mg）和去離子水（50mL）的混合物中并繼續(xù)攪拌1天來制備水包油納米乳液。將所制備的乳液稀釋10倍后與Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子混合以測定分離效率。

基于其pH和磁響應(yīng)性，所制備的Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子可用于巧妙地從不含表面活性劑的油/水乳液中收集油滴并在磁場下進(jìn)行分離，同時，將吸附油分的雜化納米粒子置于酸性水溶液中，油分又可以很容易地從雜化納米粒子表面釋放下來。

圖7所示為Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子在外加磁場的作用下遙控將油從油水納米乳液中分離的過程以及隨后的在酸性溶液中納米粒子和油分離的過程。

紫外可見光光譜（UV-vis）

采用美國Agilent公司的cary 100型紫外分光光度計進(jìn)行測試。將樣品倒入石英比色皿中（溶液約占比色皿體積的2/3），換樣時用母液潤洗，然后放入儀器中進(jìn)行測試。測試按照濃度從小到大的順序。

圖8中a、b、c、d分別是水包油納米乳液、P4VP-PDMS-P4VP、Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP處理后的水包油納米乳液的紫外圖譜（UV-Vis）。對比發(fā)現(xiàn)，使用Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子處理過的體系的透明度近100%，證明水中幾乎沒有油分的存在。

動態(tài)光散射（DLS）

采用英國馬爾文Zs-90納米激光粒度儀進(jìn)行測試。結(jié)果也證明了所制備的納米粒子的高分離效率。從圖9可以看出，經(jīng)過Fe₃O₄@SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子處理后納米乳液中的油滴已觀察不到。

圖10中左圖顯示（A）原始水包油納米乳液和（B-D）Fe₃O₄ @SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子使用1-3個循環(huán)后處理的水溶液樣品圖；右圖顯示了相應(yīng)溶液在500nm的光透射率。結(jié)果表明，經(jīng)過3次重復(fù)使用后，所制備的Fe₃O₄ @SiO₂@P4VP-PDMS-P4VP雜化納米粒子的吸收效率并沒有明顯的變化，證明其具有良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性。

以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。