Fe3O4／壳聚糖纳米微球的制备与表征

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磁响应纳米四氧化三铁_壳聚糖复合微球的制备及特性_李凤生

研究与实验磁响应纳米四氧化三铁/壳聚糖复合微球的制备及特性李凤生，罗付生，杨毅，刘宏英（南京理工大学国家特种超细粉体工程技术研究中心，江苏南京 210094）摘要：首先采用滴定水解法，以氢氧化氨溶液水解六水合三氯化铁与四水合二氯化铁的混合溶液制备出钠米四氧化三铁微粒；然后采用离子凝胶反应法，在分散有纳米四氧化三铁的壳聚糖溶液中，加入适量的三聚磷酸钠溶液制得包覆有纳米四氧化三铁的壳聚糖复合微球载体。

该复合微球具有磁响应功能并具有生物可降解特性。

因此该复合微球在功能材料、军事领域及医学领域具有十分重要的应用前景。

关键词：纳米四氧化三铁；离子凝胶反应；壳聚糖复合微球中图分类号：O614.81＋1 文献标识码：A 文章编号：1001-3830(2002)06-0001-04Preparation and Characteristics of the Fe 3O 4 NanoparticleChitosan Composite MicrospheresLI Feng-sheng, LUO Fu-sheng YANG Yi, LIU Hong-yingNational Engineering & Technology Center of Special Super Powder , Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210094, ChinaAbstract: The Fe 3O 4 nanoparticles are prepared by hydrolyzing FeCl 3・6H 2O and FeCl 2・4H 2O mixed solutionwith NH 4OH solution, or titration hydrolyzation method. Fe 3O 4/chitosan composite microspheres are prepared by adding a proper amount of TPP solution to chitosan solution dispered with Fe 3O 4 nanoparticles, or ionotropic gelation method. This composite microsphere is magnetically responsive and biodegradable, and thus can be used as functional material or carrier for the delivery of drugs.Key words: Fe 3O 4 nanoparticle ；ionotropic gelation reaction ；composite chitosan microsphere收稿日期：2002-08-28作者通信：Tel ：025-*******1 引言近年来，由于磁性纳米粒子在实际应用中的广泛前景，有关磁性纳米粒子的制备方法及性质的研究受到很大的重视。

稳定的水溶性Fe_3O_4纳米粒子的制备及其表征

ａｅｔｎｈｒｃｒｅｉｇｎａｄｃａａｔｚ．Ｍｅｈｄ：Ｐｌｍｌｉａｈｄｄｈ卜ｔｔｄｃｎ（ＭＡｅｉｔｔｏｓｏｙａｃｎｙｒｅａ一ｅａｅｅｅＰＴ）ｗｓｕｉｚｄｔｍｄｆｔｅｅｉｒａｔｉｏｉｌｅｏｙｈ
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Ｊｔｔｖｅ学ｉ２，；２２３ＳｅＵｄｉ；。’’。７２ｏａｎ医Ｅ）２。一ｕｓｉＭＳ版一Ａ一）ｈ荠ｃ１‘９：— （ｄ ‘ （’ １ｐ、１。ｒ一
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稳定的水溶性Ｆ３４米粒子的ｅＯ纳制备及其表征
Ｆ粒子直径约为１ｍ，ＬｅＯ０ｎＤＳ测定其水动力学平均直径约为８ｍ；２ＭＡ — ｅＯ０ｎ（）ＰＴＦ粒子能稳定分散于
去离子水、Ｂ、ｒ、Ｓ等缓冲液中，ＰＳＴｉＭＥｓ不发生团聚；３ＳＭＲ等分析手段显示，ＭＡ —ｅＯ（）ＶＭ、ＩＰＴＦ的饱和磁
［ｓａｔＡｂｔｃ］０ｂｅｔｅＴｙｔｅｉｔｂｎａｒｓｌｂＭＡ — ｅＯａｏａｔｌｓＮｓｓＩｏｔｓｒｊｃｉ：ｏｓｎｓｅｓｌａｄｗｔ。ｏｌＰＴＦ３４ｎｐｒｃ（Ｐ）ａｎｒｔｖｈｚａｅｅｕｅｎｉｅＭＲｃａ
化强度Ｍ１．ｍ・～，４０ｅｕｇ弛豫率ｒ＝６．９ｍＳ２３７７Ｍ～。结论：ＭＴＦ４ＰＡ — ｅＯ具有良好的水溶性、学性能磁和较高的ｒ值，望发展成为一种性能优异的ＭＲ造影剂。，有Ｉ

Fe3O4SiO2复合纳米磁性微球制备及用于DNA分离纯化研究.

Fe3O4/SiO2复合纳米磁性微球制备及用于DNA分离纯化研究生物化学与分子生物学：王森指导教师：杨婉身教授近年来，随着纳米材料科学的发展，生化分离技术开辟了一个新的领域，即利用复合纳米磁性微球进行核酸、蛋白质等生物大分子的分离纯化，它具有很多传统技术不具备的优点，展现了广阔的发展前途。

本文制备一种新型的Fe3O4/SiO2复合纳米磁性微球，对其进行表征并应用于DNA分离纯化，结果如下：1．采用改进的化学共沉淀法制备Fe3O4纳米微球。

透射电子显微镜鉴定其粒径大小为6nm～12nm，粒径分布均匀且分散性较好；其饱和磁化强度为62.6emu/g，具有超顺磁性；X 射线衍射结果显示自制的Fe3O4属于立方尖晶石型结构；578cm-1和3421cm-1处强烈红外吸收光谱也和标准Fe3O4的特征吸收峰吻合。

2．采用溶胶凝胶工艺，在醇水溶液中以氨水为碱催化剂，以自制的Fe3O4纳米微球为核，以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，分别制备出一次包被Fe3O4/SiO2复合纳米磁球（1号磁球）和两次包被Fe3O4/SiO2复合纳米磁球（2号磁球）。

1号磁球直径大小为20nm～30nm左右，2号磁球为30nm～50nm左右，分散效果比较理想；饱和磁化强度分别为1号55.2emu/g，2号51.8emu/g，具有超顺磁性；X射线衍射图谱与标准Fe3O4图谱相一致，没有明显SiO2衍射峰的存在，说明包覆SiO2以无定型的形态存在。

1097 cm-1和950 cm-1处红外吸收峰和标准SiO2图谱相吻合，说明SiO2成功与Fe3O4复合。

3．在最佳浓度配比的结合液（20％PEG和4mol/L NaCl混合液）中，1号和2号磁球对DNA结合能力存在差异。

分别使用100μg 1号和2号磁球，对500ng标准DNA样品进行回收，2号磁球的DNA回收率为78.2％，略高于1号的71.6％，因此后续实验全部采用2号磁球, 100μg 2号磁球对DNA的饱和吸附量为519ng/μg，吸附DNA后用TE溶液洗脱，其洗脱率高达95%-97%。

Fe_3O_4纳米粒子的合成与表征

微镜（ＥＳＭ）Ｘ射线衍射仪（Ｄ）傅立叶变换Ｆ —Ｅ、ＸＲ、红外光谱仪（ＴＩ和振动样品磁强计（Ｍ）ＦＲ）ＶＳ等表征了样品的形貌、构和磁性，对其形成机理进行结并
ＣＮ２１２／２ — ３３Ｎ
Ｆ３４米粒子的合成与表征ｅＯ纳
孙德慧孙德新，
（．１长春工程学院理学院，长春１０１；２解放军装甲兵技术学院，３０２．长春１０１）３１７
摘
要：Ｐ２以１３胶束作为 “ 米反应器 ” 采用水溶纳，
生物医药、临床诊断和催化等领域具有广阔而深远
的应用背景Ｌ７。５］－
多样的。用胶束纳米反应器法能合成金属、半导体、金属氧化物等多种纳米结构材料。
文中我们采用溶液法用Ｐ２１３胶束作纳米反应
铁氧体材料大量存在于自然界，由于其优良并的性能而被广泛应用于各种特殊磁性材料，是，但由于自然界的铁氧体材料化学成分和加工细度的局限性，约了纳米铁氧体材料的进一步开发和利用。制
分析测试手段对产物的形貌、构和磁性进行了测结试表征。结果表明，成的Ｆ。纳米粒子粒径大合ｅＯ
小在３～１０ｎ可控，们在常温下是超顺磁性Ｏ２ｍ它
的且具有较高的饱和磁化强度。所合成的纳米铁氧体磁性材料在信息存储、物医药和催化等领域具生

Fe_3O_4_壳聚糖磁性微球的制备及对Cu_2_的吸附性能

第27卷第2期2012年4月郑州轻工业学院学报（自然科学版）JOURNAL OF ZHENGZHOU UNIVERSITY OF LIGHT INDUSTRY （Natural Science ）Vol．27No．2Apr．2012收稿日期：2012－02－22基金项目：河南省高校科技创新人才支持计划资助项目（2008HASTIT019）；国家自然基金面上项目（20976168）作者简介：陈志军（1963—），男，河南省信阳市人，郑州轻工业学院教授，博士，主要研究方向为高分子及复合材料．文章编号：1004－1478（2012）02－0001－04Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球的制备及对Cu 2+的吸附性能陈志军，朱海燕，郝营，尹甲兴，王雪兆，齐连怀，孙旭亮，魏永豪（郑州轻工业学院材料与化学工程学院，河南郑州450002）摘要：用壳聚糖包覆羧基化Fe 3O 4磁性纳米粒子制备了Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球，分别用X －射线衍射、扫描电镜、热重分析等方法和手段对所制备的样品进行了结构表征．利用原子吸收光谱，探讨了时间、pH 值、Cu 2+浓度等对Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球吸附溶液中Cu 2+量的影响．结果表明：Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球粒径分布较均匀，平均粒径约为110nm ；Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球能够吸附Cu 2+，最大吸附量可达21．3mg /g．随着吸附剂用量的增加、温度的升高，单位吸附量减小，室温下吸附较佳；Cu 2+初始浓度、pH 对吸附的影响很大，Cu 2+初始浓度在120mg /L ，5．0＜pH ＜7．0时吸附较好；随着吸附时间的增加，单位吸附量也增加，8h 时基本达到吸附平衡．关键词：Fe 3O 4；壳聚糖磁性微球；Cu 2+吸附中图分类号：TQ589文献标志码：APreparation of Fe 3O 4-chitosan magnetic microspheres and their application in Cu 2+adsorption propertyCHEN Zhi-jun ，ZHU Hai-yan ，HAO Ying ，YIN Jia-xing ，WANG Xue-zhao ，QI Lian-huai ，SUN Xu-liang ，WEI Yong-hao（College of Material and Chem．Eng．，Zhengzhou Univ．of Light Ind．，Zhengzhou 450002，China ）Abstract ：Fe 3O 4-chitosan magnetic microspheres were prepared by modifying carboxyl Fe 3O 4nanoparticle with chitosan．The resulted samples were characterized by X-ray diffraction ，scanning electron microscope and thermogravimetry．The adsorption amounts of Cu 2+were detected with an atomic absorption spectrosco-py．In addition ，the effect of parameters such as contact time ，pH and Cu 2+initial concentration on the adsorption capacities was also discussed．The results have showed that Fe 3O 4-chitosan magnetic micro-spheres have a narrow size distribution with a mean diameter of 110nm．Fe 3O 4-chitosan magnetic micro-spheres are able to adsorb Cu 2+，and the maximum absorption quantity can reach 21．3mg /g．With the in-crease of adsorbent dosage and temperature ，the unit adsorption capacity decreased and the adsorption was better at room temperature．The adsorption of the magnetic microspheres is greatly influenced by the factors of initial concentration of Cu 2+and pH value ，and the adsorption capacity was higher at 120mg /L ，and 5．0＜pH ＜7．0．The adsorption capacity increased with increasing contact time and the equilibrium was es-郑州轻工业学院学报（自然科学版）tablished within8h．Key words：Fe3O4；chitosan magnetic microsphere；Cu2+adsorption0引言目前，印刷、采矿、电解等行业的工业废水中含有大量Cu2+等重金属离子，严重污染土壤和水体，且Cu2+等重金属离子不可生物降解，易在有机体内积累，导致有机体各种疾病的发生［1］．现行的可有效去除废水中Cu2+等重金属离子的方法主要有置换沉淀、溶剂萃取、活性炭吸附、离子交换、化学沉淀等［2－3］．但这些方法容易对环境产生二次污染，不利于环境保护和可持续发展．磁分离技术作为一种较新的分离手段，兼有高效、经济、环保等特点，引起人们广泛关注［4］．壳聚糖具有絮凝、吸附、无毒、对环境友好等性能，已成为水处理研究的热点［5－6］．将Fe3O4和壳聚糖复合制备壳聚糖磁性微球，可使壳聚糖和磁分离技术在水处理方面的应用更有前景［7］．本文拟用壳聚糖包覆羧基化Fe3O4磁性纳米粒子制备Fe3O4－壳聚糖磁性微球，并研究该类微球对Cu2+的吸附性能，以使其可有效应用于含Cu2+工业废水的处理．1实验1．1试剂及仪器试剂：FeCl3，乙二醇，无水乙酸钠，柠檬酸三钠，天津科密欧化学试剂开发中心产；N－羟基丁二酰亚胺（NHS），碳化二亚胺（EDC），美国阿尔法爱莎公司产．以上试剂均为分析纯．壳聚糖（生化试剂），国药集团化学试剂有限公司产．仪器：德国Bruker公司AXS D8X－射线衍射仪（XRD），日本JSM—7001F型热场发射扫描电子显微镜（FESEM），美国Diamond TG/DTA型热失重测试仪，美国Varian公司AA240FS型火焰原子吸收光度计．1．2Fe3O4－壳聚糖磁性微球的制备采用水热法制备得到磁性Fe3O4纳米粒子［8］．将0．2g Fe3O4纳米粒子和0．1g柠檬酸三钠置于100mL三颈瓶中，加水溶解，80ħ下机械搅拌，得到羧基化Fe3O4磁性纳米粒子．称取1．0g羧基化Fe3O4磁性纳米粒子，100mL水超声溶解后加入250mL三颈瓶中，然后加入1．24g N－羟基丁二酰亚胺（NHS），0．42g碳化二亚胺（EDC）及2%乙酸－壳聚糖溶液25mL，机械搅拌，得到Fe3O4－壳聚糖磁性微球．1．3Fe3O4－壳聚糖磁性微球对Cu2+吸附性能的计算根据下面公式计算Fe3O4－壳聚糖磁性微球对Cu2+的单位吸附量M=1000（C－C）V/m其中，M为单位吸附量/（mg·g－1）；C0，C分别为Cu2+的初始质量浓度和平衡质量浓度/（mg·L－1）；V为Cu2+溶液体积/L；m为Fe3O4－壳聚糖磁性微球的质量/mg．2结果与讨论2．1Fe3O4－壳聚糖磁性微球性能表征2．1．1物相分析———X－射线衍射（XRD）图1中a是Fe3O4纳米粒子的XRD图，b是Fe3O4－壳聚糖磁性微球的XRD图．由图1中b可以看出，在2θ=18．36ʎ，30．14ʎ，35．54ʎ，43．14ʎ，53．58ʎ，57．1ʎ，62．7ʎ，74．24ʎ处均出现了不同强弱的衍射峰，分别对应立方相Fe3O4的（111），（220），（311），（400），（422），（511），（440），（533）．对比可以发现，修饰壳聚糖前后，Fe3O4各衍射峰的峰位基本没有发生变化，说明壳聚糖包覆羧基化Fe3O4的过程中并没有改变Fe3O4纳米粒子的尖晶石结构．图1Fe3O4－壳聚糖磁性微球XRD图·2·2012年陈志军，等：Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球的制备及对Cu 2+的吸附性能2．1．2扫描电镜（SEM ）测试图2分别为羧基化Fe 3O 4磁性纳米粒子和Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球的SEM 照片．从图2可以看出，羧基化Fe 3O 4纳米粒子尺寸分布均匀，平均粒径在90nm 左右；Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球平均粒径在110nm 左右，说明壳聚糖已经包覆在羧基化Fe 3O 4磁性纳米粒子的表面，壳聚糖包覆厚度约为10nm （壳聚糖厚度ˑ2=粒径差）．2．1．3热重（TG ）分析图3为Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球的TG 曲线．从图3可以看出，在整个温度范围内有3个质量减少台阶：20ħ 165ħ之间的质量减少是由于水和小分子溶剂的分解引起的；165ħ 400ħ的质量减少了约5．1%，主要是壳聚糖主链的热分解；700ħ为壳聚糖最终分解温度，此时壳聚糖已经完全分解，体系中仅含有稳定的Fe 3O 4颗粒，壳聚糖的总含量约为6．2%．2．2Cu 2+吸附性能研究2．2．1吸附剂用量的影响室温下，分别称取不同量的Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球加入到含Cu 2+溶液的离心瓶中，吸附8h 后，取上清液测量Cu 2+的残留浓度，计算吸附量．图4是Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球用量对Cu 2+吸附性能的影响曲线．由图4可知，单位吸附量随着Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球用量的增加而减小．当Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球为20mg 时，单位吸附量最大，约为4．2mg /g ；当Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球用量达85mg 时，吸附量约为2．0mg /g．2．2．2pH 值的影响在其他条件相同的前提下，改变溶液的pH 值，Fe 3O 4－壳聚糖磁性微球对Cu 2+的吸附量变化很明显，如图5所示．由图5可知，随着溶液pH 值的升高，磁性微球对Cu 2+的吸附量也增大．当pH ≤7．0时，Cu 2+与溶液中的H +对磁性微球中壳聚糖上的—NH 2等功能基团的吸附为竞争关系；当溶液pH ＜5时，H +浓度较高，在竞争吸附中占优势，H +先与壳聚糖中的—NH 2形成—NH 3+，使Cu 2+丧失了与—NH 2络合的部分机会；当5．0＜pH ＜7．0时，H +浓度降低，此时Cu 2+在吸附过程中占优势，优先被壳聚糖吸附，从而吸附量增加；当溶液pH ＞7．0时，Cu 2+主要以Cu （OH ）2形式存在，吸附作用大大减弱．·3·第2期郑州轻工业学院学报（自然科学版）2．2．3温度的影响其他条件保持不变，考察温度对Cu2+吸附性能的影响，如图6所示．从图6可看出，Fe3O4－壳聚糖磁性微球对Cu2+的吸附性能随着温度的升高吸附量逐渐降低，温度较低时单位吸附量较大．由此可知Fe3O4－壳聚糖磁性微球对Cu2+的吸附属于放热反应，升高温度不利于吸附．考虑到低温节能的要求，最佳温度取25ħ（室温）．2．2．4时间的影响在其他条件不变的情况下，考察不同吸附时间对吸附性能的影响，如图7所示．由图7可知，Fe3O4－壳聚糖磁性微球对Cu2+的单位吸在室温下，保持其他条件不变，改变Cu2+附量随吸附时间的增加而增加．当吸附时间为8h时吸附量达到最大，约为6．7mg/g；8h后单位吸附量有所下降，因此最佳吸附时间为8h．2．2．5Cu2+初始浓度的影响初始浓度，考察其对吸附的影响．图8为Cu2+初始浓度对Fe3O4－壳聚糖磁性微球单位吸附量的影响曲线．由图8可知，随着Cu2+初始浓度的增加，单位吸附量也逐渐增大．当Cu2+浓度达到140mg/L时，吸附量为21．3mg/g；继续增加Cu2+起始浓度，Fe3O4－壳聚糖磁性微球对Cu2+的吸附逐渐趋于平衡．3结论本文制备了Fe3O4－壳聚糖磁性微球，并对其进行了XRD，SEM等性能表征．结果表明，制备的Fe3O4－壳聚糖磁性微球中Fe3O4为尖晶石结构，磁性微球的平均粒径约为110nm，壳聚糖层厚度约为10nm，磁性微球壳聚糖含量约为6．2%．由Fe3O4－壳聚糖磁性微球对Cu2+粒子的吸附实验可知：Fe3O4－壳聚糖磁性微球对Cu2+粒子的最大吸附量可达21．3mg/g；随着吸附剂用量增加、温度升高，单位吸附量减小，室温下吸附较佳；Cu2+初始浓度、pH对吸附的影响较大，Cu2+初始浓度在120mg/L，5．0＜pH＜7．0时吸附较好；随着吸附时间的增加，单位吸附量也增加，8h后基本达到吸附平衡．（下转第21页）·4·2012年张飞，等：瑞克纤孔菌发酵条件优化及菌丝化学成分定性分析不含有生物碱、酚类化合物、鞣质、黄酮类化合物、强心甙和蒽醌类物质．3结论瑞克纤孔菌自然发生于多种林木的树枝和树干，营养要求苛刻．实验中对瑞克纤孔菌培养条件进行优化．结果显示，玉米淀粉、甘露醇和葡萄糖为适宜碳源，其中玉米淀粉为最适碳源；硝酸钠等无机氮源不适宜该真菌生长，适宜氮源为蛋白胨和酵母粉，以蛋白胨为最适；菌丝生长的适宜温度为25 30ħ；适宜pH=6．0 6．5．实验中，培养基添加蛋白胨、酵母粉等天然营养基质，可有效促进瑞克纤孔菌菌丝体生长，原因是蛋白胨和酵母粉除含有多种有机氮素营养以外，还含有多种微量元素和维生素等生长因子．微量元素和生长因子等对瑞克纤孔菌菌丝体生长的影响，有待于进一步研究．实验中对瑞克纤孔菌菌丝体成分进行定性分析．结果表明，瑞克纤孔菌菌丝体含有氨基酸、多肽、蛋白质、有机酸、还原糖、多糖和甙、皂甙、甾体和三萜类化合物、内酯、香豆素和挥发油，不含有生物碱、酚类化合物、鞣质、黄酮类化合物、强心甙和蒽醌类物质．参考文献：［1］Annesi T，D’Amico L，Bressanin D，et al．Characterization of Italian isolates of Inonotus rickii［J］．Phytopathol Medi-terr，2010，49（3）：301．［2］崔宝凯，余长军，李海蛟．中国纤孔菌属两新记录种［J］．林业科学研究，2009，22（60）：784．［3］郑俊娟，林琦，刘伟，等．瑞克纤孔菌在皂荚上的首次发现［J］．菌物学报，2011，30（1）：128．［4］陈艳秋，李玉．桦褐孔菌的研究进展［J］．微生物学通报，2005，32（2）：124．［5］崔宝凯，戴玉成，杨宏．药用真菌粗毛纤孔菌概述［J］．中国食用菌，2009，28（4）：6．［6］周国英，兰贵红，何小燕．食用菌多糖研究开发进展［J］．实用预防医学，2004，11（1）：203．［7］刘迎秋，包海鹰．桦褐孔菌Inonotus obliquus化学成分及药理作用［J］．中国食用菌，2008，27（4）：34．［8］Lorertzen K，Anke T．Basidiomycetes as a source for new bioactive natural products［J］．Current Organic Chemis-try，1998，2（3）：329．［9］刘高强，王晓玲．灵芝免疫调节和抗肿瘤作用的研究进展［J］．菌物学报，2010，29（1）：152．［10］孙迎节．蒙山九州虫草药用价值及其诱导肿瘤细胞凋亡的分子机理研究［D］．济南：山东大学，2003：40－45．（上接第4页）参考文献：［1］Bailey S E，Olin T J，Bricka R M．A review of potentially low-cost sorbent for heavy metals［J］．Water Res，1999，33（11）：2469．［2］Chmielewski A G，Urbanski T S，Migdal W．Separation tech-nologies for metals recovery from industrial wastes［J］．Hy-drometallurgy，1997，45（3）：333．［3］Dabrowski A，Hubicki Z，Podkoscielny P．Selective remov-al of heavy metal ions from waters and industrialwastewaters by ion-exchange method［J］．Chemosphere，2004，56（2）：91．［4］陈志军，魏永豪，朱海燕．交联P（St-r-AA）包覆的Fe3O4粒子的制备及其对Cu2+吸附的研究［J］．高分子材料科学与工程，2011，27（10）：177．［5］苑宝玲，王洪杰．水处理新技术原理与应用［M］．北京：化学工业出版社，2006．［6］Hong R Y，Pan T T，Li H Z．Microwave synthesis of mag-netic Fe3O4nanoparticles used as a precursor of nanocom-posites and ferrofluids［J］．J of Magnetism and MagneticMaterials，2006，303：60．［7］李保强，贺全志，罗阳．磁性壳聚糖微球制备及在放射性水污染应用研究进展［J］．水处理技术，2010，36（6）：10．［8］Deng Y H，Qi D W，Deng C H，et al．Superparamagnetichigh-magnetization microspheres with an Fe3O4@SiO2 core and perpendicularly aligned mesoporous SiO2shell for removal of microcystins［J］．J of the American ChemSociety，2008，130：28．·12·第2期。

fe_3o_4纳米粒子的合成与表征

fe_3o_4纳米粒子的合成与表征Fe3O4纳米粒子是一种具有良好磁性性能的纳米材料，其制备方法和表征研究在纳米材料领域具有重要意义。

下面将从合成方法和表征方法两个方面来介绍Fe3O4纳米粒子的制备和表征。

一、合成方法1．化学共沉淀法化学共沉淀法是制备Fe3O4纳米粒子的常用方法之一。

该方法的原理是将Fe2+和Fe3+离子的混合溶液加入碱性溶液中，在控制好反应条件的情况下进行共沉淀。

该方法具有简便、快速、低成本等优点。

具体的制备过程可以分为以下几个步骤：（1）准备溶液：按照一定的比例将Fe2+和Fe3+溶解在去离子水中制备混合溶液；（2）沉淀：缓慢加入碱性溶液（如氨水）到混合溶液中，混合溶液中的Fe2+和Fe3+会与碱性溶液中的OH-结合，形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀；（3）还原：通过加热或添加还原剂（如NaBH4）等方法来将Fe(OH)2和Fe(OH)3还原成Fe3O4纳米粒子；（4）洗涤：用去离子水将沉淀洗涤干净，避免杂质的存在。

2．热分解法热分解法是制备Fe3O4纳米粒子的另一种方法，其原理是通过对一定实验条件下的化学反应进行控制，来控制物质的热分解过程，从而制备出具有一定形貌和分布的纳米颗粒。

该方法具有高得率、纳米颗粒形貌可控等优点。

具体的制备过程可以分为以下几个步骤：（1）准备前驱体：使用一定的有机溶剂将Fe3+离子的前驱体溶解；（2）加热反应：在高温条件下，通过控制反应时间和反应条件等参数，使前驱体分解为Fe3O4纳米粒子；（3）洗涤：用去离子水将制备的Fe3O4纳米粒子进行洗涤干净，避免杂质的存在。

二、表征方法1．X射线粉末衍射仪（XRD）X射线粉末衍射仪是一种常用的物质结构表征方法。

对于Fe3O4纳米粒子来说，XRD可以在非破坏性的情况下，通过测量其晶体间距和衍射峰的位置，来确定其晶体结构和晶格参数。

该方法具有精度高、准确性好等优点。

2．透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种可以直接观察材料纳米结构的方法，对于Fe3O4纳米粒子来说，通过TEM可以观察到其粒径和形态等特征。

磁性Fe_3O_4_聚吡咯纳米微球的合成与表征 (1)

*2002 07 10收稿,2002 11 25修稿;香港理工大学ASD 基金和中国工程物理研究院预研基金(基金号20020863)资助项目;**通讯联系人磁性Fe 3O 4 聚吡咯纳米微球的合成与表征*邓建国1,2**贺传兰1龙新平1彭宇行2李蓓3陈新滋3(1中国工程物理研究院化工材料研究所绵阳 621900)(2中国科学院成都有机化学研究所成都 610041)(3香港理工大学手性和应用生物及化学开放实验室香港九龙)摘要报道了具有核壳结构的Fe 3O 4 聚吡咯磁性纳米微球的合成方法和表征结果.微球同时具有导电性和磁性能.在优化的实验条件下,可得到饱和磁化强度为23 4emu g,矫顽力为45 2Oe 的磁性微球.微球的导电性随着微球中Fe 3O 4含量的增加而下降.微球的磁性能则随着Fe 3O 4含量的增加而增大.Fe 3O 4磁流体的粒径和磁性聚吡咯微球的粒径均在纳米量级.纳米Fe 3O 4粒子能够提高复合物的热性能.实验表明,磁流体和聚吡咯之间存在着一定的相互作用,正是这种相互作用使磁性聚吡咯纳米微球的热稳定性提高.关键词聚吡咯,Fe 3O 4,纳米微球,核壳结构,乳液聚合有机导电、磁性材料由于其优异的性能而在诸如电池、电显示、分子电器件、非线性光学材料、传感器、电磁屏蔽材料和微波吸收剂等众多领域具有广阔的应用前景,受到了材料科学界广泛的关注和研究[1].具有共轭双键的导电高分子聚吡咯(PPY)具有高的导电率、在空气中稳定和易于制备的优点,正在日益受到人们的广泛关注和研究.将聚吡咯与无机填料或有机高聚物相复合形成复合材料有可能得到新的功能材料.Partch 等[2]研究了赤铁矿 PPY 、氧化铈 PPY 复合材料的合成和性能.Suri 等[3]报道了采用同时凝胶聚合的方法合成铁氧化物 PPY 纳米复合材料的合成方法和性能,并研究了在不同的退火温度的性能.中科院化学所刘靖等[4]研究了Fe 3O 4 聚吡咯复合物的合成方法与性能,这种复合物具有高的导电性和磁性能.但是,这些复合物大多采用共混的方法来合成,其结构有不确定性,因而其性能也具有不确定性[5,6].其它也有PPY SiO 2纳米复合材料[7]、PPY CeO 2复合材料[8]、P MMA PPY 复合材料[9]、PPY 聚氨酯复合材料[10]等的报道.我们已经制备了以纳米Fe 3O 4微球为磁核,聚苯胺、交联聚苯胺为壳层材料,同时具有导电性和磁性能的纳米微球[11,12].我们设计了具有核壳结构的磁性聚吡咯纳米微球,其结构示意图见图1 将磁流体(Fe 3O 4)用聚吡咯包覆,形成具有核壳结构的纳米微球有可能合成出具有优异性能的纳米复合材料,它将同时具有导电性、磁性和纳米效应.这种材料在导电材料、吸波材料、光电显示及静电屏蔽材料等方面具有广泛应用前景.运用了XRD 、I R 、UV 、TGA 及电磁性能测试等手段研究了Fe 3O 4 PPY 纳米微球的结构和性能.初步研究了磁性微球的电、磁性能和热稳定性.期望这些研究成果为进一步研究磁性高分子材料提供新的思路.Fig.1 The structure of Fe 3O 4 PP Y nanomicrosphere1 实验部分1 1 主要原材料吡咯(AR,成都化学试剂厂),经减压蒸馏于0~5 下保存待用.十二烷基苯磺酸钠(AR,天津化学试剂一厂),直接使用.过硫酸铵((NH 4)2S 2O 8,AR,成都化学试剂厂),直接使用.H 2SO 4,(AR,成都化学试剂四厂).FeSO 4 7H 2O,(AR,上海化学试剂二厂),直接使用.聚乙二醇第3期2003年6月高分子学报AC TA POLYMERIC A SINIC ANo.3Jun.,2003393(PEG,上海化学试剂公司,分子量4000,进口分装),直接使用.NaOH,HCl,乙醇、丙酮等均为分析纯.蒸馏水为二次重蒸馏水.1 2 纳米Fe 3O 4磁流体粒子的合成将70 0g 聚乙二醇(M w =4000),3 0g FeSO 4 7H 2O 溶于140m L 蒸馏水中,待溶解完全后转入250mL 装有搅拌器,回流冷凝管和氮气出入口的四颈瓶中.通N 2置换30min,缓慢滴入含40%的H 2O 2水溶液20mL.升温至50 ,滴入3mol L NaOH 溶液至pH 值为13,反应5h.磁分离,透析数次后于低温(8 )保存待用.1 3 磁性聚吡咯纳米微球的合成向装有冷凝管,氮气出入口的250mL 三颈瓶中加入90mL 水、1 5g 十二烷基苯磺酸钠,搅拌使之溶解后,加入10mL 磁流体水溶液(含0 5g Fe 3O 4磁流体),搅拌混合均匀,通氮气保护,超声分散30min,加入单体吡咯,搅拌吸附1h,缓慢滴加引发剂(NH 4)2S 2O 8溶液20mL (含7 5g (NH 4)2S 2O 8)引发聚合.在0 ~3 下反应12h,磁分离,用丙酮、乙醇清洗数次,然后用0 1mol L 的HCl 液洗涤,以去除微粒表面吸附和未被包覆的磁流体,磁分离,上层液用于测试未被包覆的磁流体的量.将磁分离后的磁性微球转入1 5mol L H 2SO 4溶液中掺杂2h,磁分离,样品在真空烘箱中于60 保持24h.将磁分离的上层液(无磁响应性)收集,抽滤以收集、测试未形成微球壳层的PPY 的量,具体结果见表1.1 4 性能测试与表征材料的结构由FT I R 红外分光光度计(Nicolet 200SXV)、UV 3000紫外可见分光光度计、Philips PW1830型粉末X 射线衍射仪、日立透射电子显微镜测试;材料的热性能由PE 公司TGA7型热重分析仪测试.材料的电性能由HDV 7C 恒压电导测试仪测试,测试试样用模具在20MPa 压制而成,S =0 783c m 2,测试数据由ZF 10数据收集处理软件处理.Table 1 The yield of PPYNo Pyrrole (mL)Fe 3O 4 PPY yield (g)Unpacked Fe 3O 4(g)Unpacked PPY (g)PPY yield (%)10 50 680 130 **** **** 01 310 080 2277 6231 51 760 030 1877 3742 01 780 020 6180 93551 800 012 5875 53Fe 3O 4:0 5g;Reacti on time:12h,Reaction te mperature:0~32 结果与讨论2 1 磁性聚吡咯纳米微球的结构表征图2是Fe 3O 4磁流体和磁性聚吡咯微球的透射电子显微镜照片.由图可见,磁流体的粒径大多为20~30nm,粒径分布均匀,如图2(a).磁性聚吡咯微球的粒径大约为30~40nm,分散也较为均匀.为了进一步验证合成的磁性聚吡咯微球具有核壳结构,我们将微球壳层的聚吡咯用N 甲基吡咯烷酮溶解下来,然后再用透射电镜观察回收Fe 3O 4磁流体的形貌,发现其形貌与磁流体的形貌基本相同,见图2(c),由此证明我们所合成的磁性聚吡咯微球为核壳结构,壳层的厚度为10~20nm.图3为微球的粉末X 衍射(XRD)图.由图可知,复合微球的XRD 衍射图中也存在Fe 3O 4晶体的特征衍射峰(2 在30!、35!、42!、62 5!),证明复合纳米磁性微球中含有Fe 3O 4晶体.按Scherrer[13]公式=k /D cosFig.2 The TEM photographs of Fe 3O 4particles and Fe 3O 4 PP Y c omposi te a)Fe 3O 4;b)Fe 3O 4 PPY,c)Fe 3O 4core of composite394高分子学报2003年Fi g.3 XRD patters of(a)14 28%Fe3O4in Fe3O4 PPYcomposi te and(b)28 20%Fe3O4i n Fe3O4 PPY compositeRecorded on a po wer diffrac tometer(Philips PW1830)wi thFe Ka radiation式中为X射线波长,!为峰形因子,D为晶体的平均粒径, 为Bragg衍射角, 为半峰宽. !值取决于几个因素,如果峰形不确定,其值一般取0 89 由此可以计算出磁流体的平均粒径.取衍射峰2 =62 51!来计算,磁流体的平均粒径大约在20~24nm,这与透射电镜下所测得的结果基本相一致.2 2 磁性聚吡咯微球的电性能和磁性能微球内磁流体含量对磁性聚吡咯微球的电性能和磁性能有直接的影响,其结果见表2 微球的导电性随着磁流体含量从1 5%增加到28 2%,导电性从6 52∀10-3下降到1 94∀10-4S cm.笔者认为,有两种因素影响了复合物的室温导电性.一是因为磁流体是非导电性的,其含量的增加必然引起复合物导电性的下降.第二个原因是复合物中聚吡咯掺杂程度的降低,这也是引起复合物电性能下降的主要因素.聚吡咯的掺杂程度可以用复合物中的硫原子与氮原子的摩尔比(S N)来度量.随着微球中铁含量的增加,S N越来越小,亦即掺杂程度逐渐下降.复合物的磁性能则随着复合物中磁流体含量的增加而增加,其矫顽力在2~45Oe范围内,结果见表2.Table2 Conducti vi ty and elemental analysi s date of PP Y polymer and PPY Fe3O4compositeSample no Conducti vity(10-4S c m)Ms(e mu g)Hc(Oe)Element content(%)C S NS NFe3O4content(%)Fe3O4-100 PP Y65 2--64 874 746 190 34-122 74 312 0455 283 655 860 278 2128 26 5511 847 263 035 540 2417 4533 318 7721 241 162 174 410 2223 5541 9423 4245 236 681 784 030 1928 20 Sample1~4are PPY Fe3O4composites.2 3 磁性聚吡咯纳米微球的热稳定性磁性聚吡咯微球的热重分析结果表明,磁流体能够提高复合物的热稳定性,如图4所示.纯的聚吡咯热解温度是355 ,含有17 45%磁流体的热解温度为373 ,含28 20%磁流体的复合物的热解温度则为384 .这一现象表明磁流体与聚吡咯之间可能存在某种相互作用.聚合物的紫外光谱和红外光谱同时也证明了这个结论.含有2%磁流体的紫外吸收红移10nm,其结果见图5,这可能是Fe3O4与PPY的相互作用使其共轭大∀键的能量下降,从而使其∀ ∀*跃迁红移.Fe3O4纳米微球与PPY的相互作用使复合物的I R吸收峰发生了红移,这可能是Fe的3d空轨道与N原子上的孤对电子形成了配位键,使共轭∀键上的电子云向Fe原子偏移,降低了共轭键的能量,从而使吡咯环中C C双键的吸收峰向低波数方向移动,具体结果见图6.作用机理可能如图7所示.Fi g.4 The TG of PPY and Fe3O4 PPY nanocompositea)PPY;b)PPY c omposi te with17 45%Fe3O4;c)PPYcomposi te with28 20%Fe3O43 微球的形成机理微球的形成机理是在超声波作用下,磁流体完全分散并呈纳米尺度分散于含有表面活性剂十3953期邓建国等:磁性Fe3O4聚吡咯纳米微球的合成与表征Fi g.5The UV spectrum of PPY and Fe 3O 4 PPYnanocompos ite a)PPY;b)Fe 3O 4 PPYFig.6 The IR spectrum of PPY and Fe 3O 4 P PY nanocomposi tea)PPY;b,c)Fe 3O 4PPYFig.7 The mechani sm of interaction of Fe 3O 4and PPY chain二烷基苯磺酸钠的水溶液体系中,表面活性剂使Fe 3O 4粒子均一地分散于反应介质体系中.单体吡咯首先吸附在微球的表面,在过硫酸铵的存在下聚合,生成的聚吡咯包覆于Fe 3O 4磁流体表面,形成了聚吡咯壳层,壳层的厚度可通过反应时间、单体浓度等来调节.表面活性剂吸附在复合粒子表面,具有稳定作用.其作用过程可见图8.综上所述,通过沉淀氧化法合成了粒径为20~30nm 的Fe 3O 4磁流体,微球的粒径分布均匀.采用乳液聚合的方法合成了同时具有导电性和磁性能的Fe 3O 4 聚吡咯纳米微球,粒径为30~40nm,粒径分布较为均匀,且具有核壳式结构,聚吡咯为壳层材料,厚度约为10~20nm.微球同时具有导电性和磁性能.在优化的实验条件下,可得到饱和磁化强度为23 4emu g,矫顽力为45 2Oe 的磁性微球.微球的导电性随着Fig.8 The formation mechani sm of Fe 3O 4 PP Y nanoparticles withcore s hell微球中Fe 3O 4磁流体含量的增加而下降,微球的磁性能则随着Fe 3O 4含量的增加而增大.磁流体和聚吡咯之间可能存在着一定的相互作用.其作用机理是Fe 与基体PPY 中的N 原子有配位键的生成,从而增加了复合物的热稳定性.REFERENCES1 Kawaguchi H.Prog Polym Sci,2000,25:1171~12102 Partch R,Gan golli S G,Ma tijevic E.J of Col loid and Interface Sci,1991,44:28~353 Su ri K,Ann apoorni S,Tand on R P.Synth etic Metals,2002,126:137~1424Liu J,Wan M X.J Polym Sci,Part A:Polym Ch em,2000,38:2734~2739396高分子学报2003年5 Wan M X,Li J C.J Pol ym Sci,Part A:Polym Chem,1998,36:2799~28056 Wan M X,Fan J H.J Polym Sci,Part A:Pol ym Che m,1998,36:2749~27557 Ren Li(任丽),Wan g Lixi n(王立新),Zh an g Fuq iang(张福强),Zhao Jin ling(赵金玲).J ou rn al of Hebei Uni versity of Technology(河北工业大学学报),2000,29(6):101~1048 Galembeck A,Aal ves O L.Syn thetic Metals,1999,102:1238~12399Yin W A,Li J,Gu T R.J Ap pl Polym Sci,1997,63:13~2010 R ob ila G,Ivan oiu M,Buruian a T.J Ap pl Polym Sci,1997,66:591~59611 Den g J G,Di ng X B,Peng Y X,Wan g J H,Long X P,Chan A.Polymer,2002,8:217912 Den g Jianguo(邓建国),Pen g Yu xin g(彭宇行),Wang Jianh ua(王建华).Chinese Journal of Chemical Physics(化学物理学报),2002,2:137~14213 Kl on g H P,Alexan der L, E.X Ray Di ffraction Proced ures for Crys tallin e and Amorp hous Material s.New York:Wiley,1954.82~104PREPA RATION AND C HARAC TERIZATION OF MAGNETIC Fe 3O 4POLYPYR ROLE NANOPARTIC LESDENG Jianguo 1,2,HE C huanlan 1,LONG Xinping 1,PENG Yuxing 2,LI Pei 3,C HAN Albert S.C.3(1The Institu te o f Che mical Mate ria ls ,CAEP ,Mian ya n g 621900)(2Ch en gdu Institute o f Organ ic Ch emistry ,TheAca de mic In stitute o f Ch ina ,Che ng du 610041)(3O pen L a bo ra to ry o f Chirotech nology an d De pa rtmen t o f Applied Biolog y a nd Ch emica l Tec hnolog y ,Th e Hon g Kon g Polytech nic U n iversity ,Hon g Kong )Abstract A novel approach to synthesize core shell nanoparticles with Fe 3O 4as the magnetic core and PPY as the conducting shell was investigated.The Fe 3O 4nanoparticles primarily prepared by precipitation oxidation method,and the Fe 3O 4 PPY nanoparticles with core shell structure was synthesized via an in situ polymerization of pyrrole monomer in an aqueous solution containing well dispersed Fe 3O 4nanoparticles and surfactant NaB S.The particles are almost spherical with diameters ranging from 20~30nm.These particles are polydisperse and some of them a gglomerated due to ma gneto dipole interac tions between particles.70%to 80%of the Fe 3O 4 PPY particles are ranged from 30~40nm in diameter.The core shell structure of nanoparticles was evidenced by TEM observations.The Fe 3O 4content was found to affect significantly both the conductivity and the magnetization of the resulting PPY composites.When 9%Fe 3O 4was incorporated into PPY,the conductivity of PPY composite was greatly reduced from 6 52∀10-3to 1 94∀10-4S c m.Further increasing of Fe 3O 4content from 8 2%to 28 2wt%,resulted in slightreduction of the conduc tivity at room temperature.The decrease in conductivity of Fe 3O 4 PPY composites with increasing Fe 3O 4content was due to a decrease in the doping degree,assigned as S N ratio.The S N ratios decrease from 0 34to 0 19with increasing Fe 3O 4content from 0to 28 2%.The magnetic properties of the Fe 3O 4 PPY nanocomposites depend on the Fe 3O 4content too.Increasing Fe 3O 4content from 0to 28 2%considerably increased both the saturated magnetization (Ms)and the coercive force (Hc)from 0to 23 42emu g and 0to 45 2Oe,respectively.Since PPY po wder is not magnetic,the ferromagnetic properties of the c omposites are attributed to the magnetic Fe 3O 4nanoparticles.The magnetic Fe 3O 4nanoparticles can improve the thermal stability of Fe 3O 4 polypyrrole nanoc omposites due to interac tion between Fe 3O 4particles and PPY chains.Key words Polypyrrole,Fe 3O 4,Nanoparticle,Core shell structure,Emulsion polymerization3973期邓建国等:磁性Fe 3O 4 聚吡咯纳米微球的合成与表征。

fe3o4纳米微粒的制备及特性

fe3o4纳米微粒的制备及特性
结构分析表明，Fe3O4纳米微粒的制备的过程一般有以下几个步骤：
1.重金属介质的制备：以合适的重金属(Fe3+)和六价金属(Fe2+)混合，经热处理后形成重金属介质。

2.制备Fe3O4纳米悬浮液:将重金属介质放入溶剂中，经过研磨、超
声处理和萃取等步骤获得Fe3O4纳米悬浮液。

3.热处理过程:将Fe3O4纳米悬浮液一起放入特殊设备或容器中，再
经过高温热处理处理，形成Fe3O4纳米微粒。

热处理后，Fe3O4纳米微粒具有较高的磁化率、尺寸均匀性、抗腐蚀
性和抗腐蚀性等特性。

它们对于化学反应有抑制作用，可用于抗菌和抗病
毒等抗生物活性应用。

此外，由于Fe3O4纳米微粒具有超磁性特性，可用
于磁性材料、高磁性储存介质和磁性传感器等方面的研究和应用。

fe3o4核壳粒子

fe3o4核壳粒子核壳粒子，即由Fe3O4核心和外层包覆的壳层构成的一种纳米材料。

该材料具有许多独特的性质和广泛的应用前景。

在本文中，将介绍Fe3O4核壳粒子的制备方法、表征技术以及其在医药领域、环境修复和信息存储等方面的应用。

一、制备方法制备Fe3O4核壳粒子的方法有很多种，常见的方法包括溶剂热法、水热法、共沉淀法等。

其中，溶剂热法是一种常用的制备方法。

通过将Fe3O4核心与包覆材料的前体溶于有机溶剂中，经过加热反应形成核壳结构的粒子。

此外，还可以利用表面修饰剂来控制核壳粒子的形貌和尺寸。

二、表征技术对于Fe3O4核壳粒子的制备成功与否以及性质的表征，需要借助一些表征技术。

常用的表征技术包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等。

这些技术可以对核壳粒子的形貌、晶体结构、表面化学成分等进行全面的分析。

三、医药应用Fe3O4核壳粒子在医药领域具有重要的应用价值。

首先，由于其超磁性特性，可以作为磁性靶向药物传递系统的载体，实现药物的靶向输送。

其次，通过表面修饰，还可以将药物与Fe3O4核壳粒子结合，形成复合材料，提高药物的稳定性和生物利用度。

此外，核壳粒子还可以用于磁共振成像（MRI），用于检测和诊断疾病。

四、环境修复Fe3O4核壳粒子还可以应用于环境修复领域。

例如，利用其吸附能力可用于重金属离子的去除和废水的处理。

另外，利用核壳粒子表面的功能化官能团，还可以实现对有机污染物的吸附和降解，具有潜在的应用前景。

五、信息存储由于Fe3O4核壳粒子的磁性特性，使得其在信息存储领域也有一定的应用潜力。

通过控制核壳粒子的尺寸和排列方式，可以实现磁性存储介质的制备。

这些存储介质可以具有较高的密度和较快的读写速度，有望成为下一代高密度存储技术的重要组成部分。

总结：Fe3O4核壳粒子作为一种纳米材料，具有多样化的应用前景。

在医药、环境修复和信息存储等领域，其特殊的性质使其成为研究的热点。

四氧化三铁纳米粒子的制备和表征

理工大学现代科技学院毕业设计（论文）任务书Fe3O4纳米粒子的水热合成及结构表征摘要以二茂铁（0.20g)和过氧化氢为原料，以乙醇，丙酮为混合溶剂（共30mL），采用水热合成方法在200℃反应条件下于聚四氟乙烯衬底反应釜中合成Fe3O4纳米粒子。

实验过程中，研究了溶剂极性，加热时间，氧化剂的用量等实验条件对形成纳米粒子的影响。

关键词：磁性，纳米材料，水热合成Hydrothermal Synthesis and Characterization of Fe3O4NanoparticlesAbstractMagnetite nanoparticles have been prepared via hydrothermal synthesis process at200°C in the stainless autoclave using ferrocene and hydrogen peroxide as reactantand ethanol, acetone, distilled water as solvent. In the experiment, we study theinfluence of solvent polarity ,heating time, the amount of hydrogen peroxide on theformation of nanoparticles.Key words: magnetic, nanomaterials, hydrothermal synthesis目录摘要 (6)Abstract (6)第一章. 绪论 (9)1.1磁性纳米材料概述 (9)1.2磁性纳米材料磁性质及应用 (10)1.2.1磁性纳米材料磁性质 (10)1.2.2磁性纳米材料应用 (11)1.3四氧化三铁纳米粒子的制备方法 (14)1.3.1水热法 (15)1.3.2沉淀法 (16)1.3.3微乳液法 (17)1.3.4溶胶-凝胶法 (17)1.3.5热分解法 (18)参考文献 (18)第二章. 水热法制备四氧化三铁纳米粒子及结构表征 (21)2.1引言 (21)2.2实验部分 (21)2.2.1实验试剂 (22)2.2.2氧化铁纳米粒子的合成 (22)2.2.3表征仪器 (22)2.3结果与讨论 (23)2.3.1样品的结构表征和成分分析 (23)2.3.2样品的形貌表征 (24)2.3.3实验条件对纳米粒子的影响 (25)2.3.4纳米粒子的形成机理 (27)2.4小结 (28)总结与展望 (29)致 (30)附录 (31)第一章绪论近十几年来，纳米科技得到了迅猛发展，并且广泛渗透于各个学科领域，形成了一系列既相对独立又互相联系的分支学科。

微波辅助制备Fe3O4纳米材料及表征

｜＾
１ｌｌ【！２０１４．０６．０３
坻｜一本文系铜仁市科技局科研项目（２０１１）１５ — ４号：铜仁学院启动基金项目ＴＳｌｌ２０资助成果。｛：周曾艳（１９８３．），女，学士，贵州铜仁人，研究方向：无机材料。
第１６卷第４期２Ｏ１４年７月
铜仁学院学报
ＪｏｕｒｎａＩｏｆＴｏｎｇｒｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏ１．１６．Ｎｏ．４Ｊｕ１．２０１４
微波辅助制备（）４纳米材料及表征
微乳液法，即使用反相微乳液（Ｗ／Ｏ）体系，该体系中表面活性剂、助表面活性剂组成的单分子膜所包裹
六水三氯化铁（ＡＲ，重庆北碚精细化工厂）、四
水二氯化铁、油酸钠、无水乙醇（ＡＲ，天津市大茂化学试剂厂）、氨水（天津市北联化学试剂开发公
新型绿色纳米材料合成技术，其出现将对材料制备
领域起着不可忽视的影响。微波技术是通过应用
一
定波长的电磁波，对反应物米粒子的团聚而影响颗粒的细
度。本文采用微波辅助技术制备具有尖晶结构和良
有明显变化。相比其他Ｆｅ ¨／Ｆｅ摩尔比，当Ｆｅ／Ｆｅ摩尔比为１：１时，得到的（）４纳米粒径最
（Ｓ１０１ — ２Ａ型、重庆试验设备厂）、理光ＤＬＭＡＸ．２２００

表面羧基化Fe3O4磁性纳米粒子的快捷制备及表征

本文介绍了一种基于油酸修饰的磁性纳米粒子在高锰酸钾氧化作用下制备表面羧基化磁性纳米粒
子的方法．首先采用以油酸为分散剂的共沉淀法制备了Ｆ纳米粒子，后用高锰酸钾溶液将包覆ｅＯ然在粒子表面的油酸中的Ｃ— Ｃ键氧化为羧基，对其形态、成、并组磁性及稳定性等进行了表征．
Ｎ．ｏ７
苏鹏飞等：表面羧基化Ｆ，性纳米粒子的快捷制备及表征ｅＯ磁
Ｄｄａｃ型ｘ射线衍射仪（Ｒ德国布鲁克公司）８０Ｓ型傅里叶变换红外光谱仪（Ｉ８ＡｖｎｅＸＤ，；４０Ｒ，
苏鹏飞，陈国，赵琚
（侨大学化工学院，门３１２）华厦６０１
摘要
提出了一种快速对磁性纳米粒子表面羧基化的方法．以氯化铁和氯化亚铁为原料，油酸为表面活性
剂，通过共沉淀法制得油酸包覆的亲油性ＦｅＯ磁性纳米粒子，然后用高锰酸钾进行原位氧化，将覆盖在粒子表面油酸中的Ｃ— Ｃ键氧化成一ｃ０从而得到单层羧基功能化的亲水性磁性纳米粒子．利用透射电子０Ｈ，显微镜（Ｅ、ＴＭ）Ｘ射线衍射仪（Ｒ、ＸＤ）傅里Ｈ变换红外光谱仪（ＴＲ）十ＦＩ、热重分析仪（Ｇ、ＴＡ）振动样品磁强汁（Ｓ和ＺｔＶＭ）ｅａ电位分析仪等对其进行了表征．结果表明，磁性纳米粒子的表面被成功羧基化，子的平粒均直径约为９ｎｔ饱和磁化值为６．ｎ／ｇ剩磁和矫顽力近似为零，有典型的超顺磁性．羧基化磁Ｉ，ｌ４５Ａ・ｌｋ，具

Fe3O4磁性纳米粒子的制备、表征及其在分离检测中的应用的开题报告

Fe3O4磁性纳米粒子的制备、表征及其在分离检测中的应用的开题报告摘要本文主要针对Fe3O4磁性纳米粒子的制备、表征以及在分离检测中的应用进行探究。

首先介绍了磁性纳米粒子的概念、磁性纳米粒子的制备方法以及Fe3O4磁性纳米粒子的物理和化学特性。

接着就Fe3O4磁性纳米粒子的表征方法，包括荧光显微镜、透射电镜、扫描电镜、X射线衍射等技术进行了详细地阐述。

最后，本文还介绍了Fe3O4磁性纳米粒子在分离检测中的应用，涉及到磁性固相萃取、磁性免疫分离、磁性负性选择等领域。

关键词：磁性纳米粒子、Fe3O4、制备、表征、分离检测引言磁性纳米粒子是一种具有特殊光、电、磁性质的微纳米材料，具有广泛的应用前景。

目前，磁性纳米粒子已经被应用于生物医学、环境保护、能源储存等多个领域。

其中，Fe3O4磁性纳米粒子因其化学稳定性、生物相容性、磁性强度等特点，在生物医学分离、检测、靶向等方面有着广泛的应用。

本文主要探究Fe3O4磁性纳米粒子的制备、表征以及在分离检测中的应用。

首先介绍磁性纳米粒子的概念、制备方法以及Fe3O4磁性纳米粒子的物理和化学特性；然后详细介绍Fe3O4磁性纳米粒子的表征方法，包括荧光显微镜、透射电镜、扫描电镜、X射线衍射等技术；最后就Fe3O4磁性纳米粒子在分离检测中的应用展开探讨，包括磁性固相萃取、磁性免疫分离、磁性负性选择等领域。

一、磁性纳米粒子的制备和特性磁性纳米粒子是一种以镍、钴、铁等过渡金属为主要原料制备而成的微纳米材料，具有高磁滞、低矫顽力、高比表面积、高导磁率等特点。

目前，磁性纳米粒子的制备方法包括物理法、化学法、生物法等多种，其中化学法制备的磁性纳米粒子是最为常见和可控的制备方法。

Fe3O4是一种典型的磁性纳米粒子，由两种氧化铁（FeO和Fe2O3）以一定的化学反应生成。

Fe3O4磁性纳米粒子具有良好的热稳定性、光稳定性和生物相容性，因此被广泛应用于医学、环境保护、生物学等多个领域。

淀粉功能化Fe3O4纳米簇球的制备与表征

（河南大学化学化工学院，河南开封４７５００４）
摘
要：以淀粉为表面活性剂，利用乙二醇溶剂热法一步制备了Ｆｅ。（）纳米簇球．采用ｘ射线衍射仪、傅立叶变
换红外光谱仪、扫描电镜等分析了产物的结构；采用热重分析仪测定了其热稳定性．结果表明：所得产物为直径约为２３０ｎｍ的簇球结构，构成簇球的纳米粒子直径约为ｌＯｎｒ；ｑ；引入淀粉成功地改善了产物的纳米结构和表面性能．合成的Ｆｅ。０纳米簇球具有独特的结构和表面性能，在生物领域具有潜在的应用前景．
Ａｓ — ｏｂｔａｉｎｅｄＦｅ３Ｏ４ｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｓｐｈｅｒｅｐｏｓｓｅｓｓｅｓｕｎｉｑｕｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄ
ｈｅｌｐｓｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓ — ｐｒｅｐａｒｅｄｐｒｏｄｕｃｔ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｅ３０４ｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｓｐｈｅｒｅＷ３Ｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｏｎｅ — ｓｔｅｐｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌｒｏｕｔｅｉｎｇｌｙｃｏｌｗｉｔｈ

磁性高分子微球Fe3O4／PMMA的制备与表征

收稿日期：２１－ｌ２０１ｌ一Ｏ
作者简介：蒋婷婷，（９７，女，山东菏泽人，在读硕士研究生，主要从事功能材料制备方面的研究，ｊｎｔｇｎ００Ｃｈｏｏ．３１８一）ｉｇｎｔｇ６８￣ａｏ．ｒ（。ａｉｉｃｎ２，１
・
５４・
齐齐哈尔大学学报
中图分类号：Ｑ１Ｔ３７）２０５—４０７９４（２ —０３０００
磁Ｉ生高分子微球是近几年发展起来的新型功能材料，它是通过一定方法将高分子树脂与磁ｆ生物质复合而成。高分子壳层表面可以通过共聚、表面改性等方法携带各种功能基团，由此可以结合多种活性分子。
蒋婷婷，刘喜军，樊姗
（齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔１１０６０６）
摘要：以油酸作为表面活性剂，采用化学共沉淀法制备了具有良好晶型、分散性好的纳米四氧化三铁。以甲基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）作为反应单体，ＤＢ为交联剂，Ｖ使用水溶性引发剂ＫＳＰ，采用单体聚合法制备磁性高分子微球ＦｄＭＭＡｅＯＰ，该磁性高分子微球具有明显的核壳结构，粒子尺寸约为５０ｍ。０ｎ关键词：磁性高分子微球；四氧化三铁；化学共沉淀；核壳结构
第２卷第２８期
２１０２年３月
齐齐哈尔大学学报
ＪｕｎｌｆｑｈｒｉｅｓｔｏｒａｉａｖｒｉｏＱｉＵｎｙ
Ｖｏ．８Ｎ．１．ｏ２２Ｍａｃ，０ｒｈ２１２
磁性高分子微球Ｆ３／ＭＭＡ的制备与表征ｅＯ４Ｐ
１２实验步骤－

fe3o4纳米微球的溶剂热法控制合成

fe3o4纳米微球的溶剂热法控制合成fe3o4纳米微球以其独特的磁学性能及其在环境、电子、生物、能源、显示等领域的广泛应用而备受关注。

它的广泛应用取决于其物理、化学和催化等性质。

因此，控制fe3o4纳米微球的制备十分重要，其中溶剂热法也已成为fe3o4纳米微球的主要制备方法。

溶剂热法是一种简单而有效的fe3o4纳米微球制备方法，它基于将溶剂中的药剂释放到热液体中，从而产生fe3o4纳米微球气溶胶，最终形成fe3o4纳米微球的原理。

溶剂热法制备fe3o4纳米微球的基本步骤主要包括：①以fecl3、fecl2为原料，采用溶剂法合成Fe3O4溶剂胶体。

②将经过溶剂处理后的溶剂胶体置于热液体中，使其蒸发，从而形成fe3o4纳米微球气溶胶。

③将热液体冷却下来，从而长成fe3o4纳米微球的产物。

溶剂热法合成fe3o4纳米微球的反应条件对形成具有特定性质的fe3o4纳米微球至关重要，因此控制fe3o4纳米微球的合成反应条件非常重要。

具体而言，控制fe3o4纳米微球合成反应的参数包括：①前驱体原料的浓度：要合成fe3o4纳米微球，原料的浓度必须恰当，一般采用0.02 mol / L的浓度。

②加热时间：fe3o4纳米微球的合成过程伴随着化学反应，加热时间是影响fe3o4纳米微球尺寸、形貌的关键参数。

通常，减少加热时间有利于产物的粒径尺寸及纳米球的形貌。

③PH值：PH值储存在使fe3o4纳米微球形成平坦、干净的表面。

通常，PH值为10时更容易形成良好的晶体，形成较小表面粗糙度的fe3o4纳米微球。

fe3o4纳米微球的溶剂热法控制合成技术不仅可以用来制备多种表面性质的纳米材料，还可以调整fe3o4纳米微球的形状和性能。

当中，不同材料之间的核壳结构可以通过控制合成反应条件来调节，从而影响fe3o4纳米微球的性能。

例如，将溶剂热法合成的Fe3O4/PS-PDMS复合材料作为催化剂，可以增强对乙烯的还原。

同时，还可以采用溶剂热法制备有机/无机复合纳米材料，用于气体传感、环境污染控制等应用。

Fe3O4微纳米粒子的合成及其形貌调控

Fe3O4微纳⽶粒⼦的合成及其形貌调控Fe 3O 4微纳⽶粒⼦的合成及其形貌调控⼀、 Fe 3O 4的基本知识概况1、Fe 3O 4的结构组成四氧化三铁化学式为Fe 3O 4或FeO·Fe 2O 3，英⽂名书写为ferroferric oxide ，俗名被称作吸铁⽯、磁性氧化铁、磁铁和氧化铁⿊等。

Fe 3O 4中含有⼀个Fe(Ⅱ)和两个Fe(Ⅲ)，为反尖晶⽯结构，即Fe(Ⅲ)[Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)]O 4。

(1)尖晶⽯结构尖晶⽯结构（spinel type structure ）是离⼦晶体中的⼀⼤类，属于等轴晶系。

其通式可表⽰为AB 2O 4，其中A 代表⼆价阳离⼦，B 代表三价阳离⼦，O 2-以等径圆球ABC ⽴⽅紧密堆积(CCP)形式存在。

其中A 离⼦填充在四⾯体空隙中，B 离⼦填充在⼋⾯体空隙中，即A 2+为四配位，B 3+为六配位。

四⾯体空隙以下层的三个原⼦和上层的⼀个原⼦组成，⼋⾯体空隙以下层三个原⼦和上层三个原⼦组成(图1.1)，⼋⾯体空隙稍稍⼤于四⾯体空隙。

图1.1 四⾯体和⼋⾯体空隙尖晶⽯结构中由O 2-密堆积产⽣的空隙中，1/8的四⾯体空隙被⼆价阳离⼦占据，1/2的⼋⾯体空隙被三价阳离⼦占据。

因为N 个O 2-可以产⽣2N 个四⾯体空隙和N 个⼋⾯体空隙，所以其结构通式可以表⽰为A(Ⅱ)B(Ⅲ)2O 4。

(2)反尖晶⽯结构反尖晶⽯结构为尖晶⽯结构的⼀种变体形式，其结构等同于尖晶⽯结构，不同之处在于⼆价阳离⼦和三价阳离⼦在空隙中分布⽐例的不同。

在反尖晶⽯结构中，其中1/2的三价阳离⼦填充在四⾯体空隙中，1/2的三价阳离⼦和全部的⼆价阳离⼦填充在⼋⾯体空隙中。

如Fe 3O 4即为反尖晶⽯结构，1/2 Fe(Ⅲ)存在于四⾯体空隙中，1/2的Fe(Ⅲ)和全部的Fe(Ⅱ)存在于⼋⾯体空隙中，故其构型可表⽰为Fe(Ⅲ)[Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)]O 4。

2、Fe 3O 4的基本性质(1)物理性质Fe 3O 4为⿊⾊固体，硬度较⼤，有磁性。

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包覆，产物显示出了非常好的荧光性能，并且在外加磁场下具有明显的磁响应行为。
关键词：壳聚糖；ｅ原位聚合；Ｆ；０荧光性能；磁性能
ＰｅａａｉｎａｄＣａａｔｒｚｔｎｏｅｃｉｓｎＮａｏｐｅｅｒｐｒｔｎｈｒｃｅｉａｉｆｓｈｔａｎｓｈｒｓｏｏＦＯＪｏ
中图分类号：Ｂ３Ｔ３
文献标识码：Ａ
文章编号：８２１１（０００ —０９言
壳聚糖（ｈｔｓｎ是甲壳素脱乙酰化反应生ｃｉａ）ｏ成的一种线性聚合物，也是生物界存在的唯一的
ＺＨＡＮＧｅ — ｎ，ＷＡＮＧｅ，ＺＨＡＮＧｉｕＷｎｗｅＷｉＺｈ－ｋｎ
（ｉｇａｎｅｓｙｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，Ｑｎｄｏ２６４，ＣｉａＱｎｄｏＵｉｒｔｆｉｃｎｅｈｏｏｙｉｇａ６０２ｈｎ）ｖｉＳｅ
ｕｅｘｅｉｒｍａｎｅｉｉｌ．ｎｄｒｅｔｒｏｇｔｆｅｄｃＫｅｙｗｏｒｓｈｔｓｎ；３；ｎｉｏｙｅｉａｉｎ；ｌｏｅｃｎｏｅｔｅ；ｇｅｉｒｐｅｉｓｄ：ｃｉｏａＦｅ０４ｉ—ｓｔｐｌｍｒｚｔｕｏｆｕｒｓｅｔｐｒｐｒｉｓｍａｎｔｃｐｏｒｅｔ
ＣＯＳｌｋｎｅｃｉｎｎｅＯｃｉｓｎｎｎｓｈｒｓｓｏｂｔｘｅｌｎｕｒｓｅｔｐｏｅｔｅｎｇｅｉｅｐｎｅＲＳ—ｉｉｇｒａｔ，ａｄＦｓｄｈｔａａｏｐｅｅｈｗｏｈｅｃｌｔｏｅｃｎｒｐｒｓａｄｍａｎｔｒｓｏｓｎｏｏｅｆｌｉｃ
（岛科技大学材料科学与工程学院，山东青岛青２６４）６０２
摘要：用原位聚合法制备分散性良好、采粒径在３０ｎ以下、０ｍ兼具磁性能与荧光性能的Ｆ，４ｅ／０
壳聚糖纳米微球，通过ＸＤ、Ｒ和ＳＭ等对产物的组成、ＲＩＥ结构和微观形貌进行表征，用荧光光利谱分析Ｆ４ｅ／０壳聚糖纳米微球进行光学｝能测试，生实验结果表明，通过交联反应，ｅ壳聚糖所Ｆ。被０
容性，年来已在化妆品、处理、近水医药、品、食农
碱性氨基多糖。为一种潜在的多聚糖资源，作由于
载体材料。
壳聚糖与Ｆｅ复合形成的微球具有磁响应Ｏ
性。该磁性纳米粒子有可能成为稳定的载药工具并控制药物释放刚９如粒径为１０１０Ｉ的］，０ —００ＨＩＴ
载阿霉素磁性白蛋白纳米粒子体积小，能穿过靶组织内皮细胞，磁场作用下，在富集于肿瘤组织，从而大大提高疗效口。但是，于某些肌体组织，Ｏｌ对
其无毒、生物降解、可具有良好的成膜性和生物相
ａｄｍｉｒｓｒｃｕｅｗｒｈｒｃｅｉｄＢｎｃｏｔｔｒｅｅｃａａｔｒｅｙＸＲＤ，ＩｕｚＲ，ａｄＳｎＥＭ；ｈｐｉａｅｆｒｎｅｏｅＯｅｉｓｎｎｎｐｒｅｅｔｅｏｔｌｐｒｏｍａｃｆＦ３Ｊｈｔａａｏａｔｌｓｃｏｉ
ＡｂｔａｔｅＯ／ｈｔｓｎｎｎｓｈｒｓｗｉｉｅｂｌｗ０ｍｒｙｔｅｉｄｂｎｓｕｐｌｍｅｉｔｎｗｉｈｈｓｓｍｅｓｒｃ：Ｆ３４ｉａａｏｐｅｅｔｓｚｅｏ３０ｎａｅｓｎｈｓｚｙｉｉｏｙｒｚｉ，ｈｃａｏｃｏｈｅｔａｏａｖｎａｅ，ｕｈａｏｄｄｓｅｓｏ，ｈｇｇｅｉａｄｆｏｅｃｎｒｐｒｅ．ｈｏｏｉｏｆｔｅｐｏｕｔｔｕｔｒｄａｔｇｓｓｃｓｇｏｉｐｒｉｎｉｈｍａｎｔｎｕｒｓｅｔｐｏｅｔｓｅｃｍｐｓｉｎｏｒｄｃ，ｓｒｃｕｅｃｌｉＴｔｈ
ｗｓａａｙｅｙｆｕｒｓｅｃｐｃｒｓｏｙｔｓｓａｎｌｚｄｂｌｏｅｃｎｅｓｅｔｃｐｅｔ．ＥｘｅｍｅｔｌｒｓｌｈｗｈｔＦ３ｅｅｃａｅｔｈｔｓｎｂｏｐｒｎａｅｕｔｓｏｔａｅＯ４ｗｒｏｔｄｗｉｃｉａｙｉｓｈｏ
第７卷第１期
２１００年２月
纳米科技
Ｎａｓｉｎｅ＆Ｎａｏｅｈｎｏｏｙｎｏｃｅｅｎｔｃｌｇ
Ｎｏ１．
Ｆｅｒｒ２０１ｂｕａｙ０
Ｆ３４ｅ／Ｏ壳聚糖纳米微球的制备与表征术
张雯雯，王玮，张志烷