功能磁性纳米材料

TEM分析
(a) Fe3O4纳米粒子和 (b) Fe3O4/PVA 磁性微球的TEM
如图中(a)、(b)分别为Fe3O4 纳米粒子和Fe3O4/PVA 磁性 微球的透射电镜照片。从图中 可以看出，Fe3O4 纳米粒子 尺寸很不均匀，且团聚比较厉 害，分散性较差，粒径为 20~40 nm。然而，经过PVA 大分子修饰后，纳米粒子的粒 径并没有因为表面包覆了一定 厚度的聚合物而变大，反而有 所减小，平均粒径约为20± 5 nm，且纳米粒子的分散性有 明显改善，只存在少部分的团 聚体。
功能磁性纳米粒子的制备方法
PVA 高分子容易形成交联凝胶网络，从而把 纳米粒子紧紧包裹在高分子微球中，可有效阻 止纳米粒子的团聚，提高分散稳定性。包覆反 应的机理如图：
Leabharlann Baidu 功能化磁性纳米粒子的表征分析方法
FTIR 分析
(a) Fe3O4纳米粒子、(b) Fe3O4/PVA 复合微球和(c) PVA 的红外光谱图
主要内容
1
Fe3O4磁性纳米 材料的性质
2
3
功能化磁性纳米粒 功能化磁性纳米粒 子的制备方法 子的表征分析方法
Fe3O4磁性纳米材料的性质
在元素周期表上仅有 VIIIA区元素Fe、Co、Ni和稀土元
素中的Gd 在室温下表现有铁磁性。这些元素互相结合或与
其它不具铁磁性的元素相结合，可制得不同磁性材料。其中 又以含Fe 元素材料最为常见，由于纯Fe 纳米粒子在空气中 极易氧化，所以磁性粒子多以铁的氧化物以及铁合金纳米粒 子为主，也有关于氮化铁纳米粒子的报道。铁的氧化物又称 铁氧体（Ferrite），Fe3O4 是一种最简单的铁氧体，也是世 界上研究和应用最早的一种非金属磁性材料，其分子式可以
谢
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生物医用功能化磁性纳米粒子的 制备与表征
L/O/G/O
姓名：马晓原 学号：2011F0010
前言
• 磁性纳米粒子是目前生物医用纳米材料 领域异常活跃的研究方向之一。不同方法 制备的磁性纳米粒子经不同聚合物或分子 表面改性后具有多方面的生物医学应用， 如细胞分离、核磁共振成像、靶向药物传 输、组织修复、免疫检测和磁热疗等。为 了合成能达到生物医学应用要求的功能化 磁性纳米粒子
热重分析
Zeta 电位分析
如图为Fe3O4纳米粒子修 饰前后在不同PH环境中的 Zeta 电位曲线，未修饰的 纳米粒子等电点PI=6.12 ，人体生理环境（PH=7.4 ）时的Zeta 电位为-26.6 mV，绝对值小于 30 mV ，说明裸露的Fe3O4纳米 粒子在此PH条件下不能稳 定分散。而PVA 修饰后的 磁性微球的等电PI=5.86 ，等电点较未修饰前向酸 性方向偏移。
如图 为Fe3O4纳米粒子表面 修饰前后的TG 曲线，对于裸 露的Fe3O4，失重主要为纳米 粒子表面的吸附水（130 ℃ 之 前，失重率为 0.45%）及吸附 羟基（130 ℃~700 ℃之间， 失重率为1.35% ）的热分解， 纳米粒子Fe3O4的含量为 97.4%。磁性高分子微球在 200 ℃之前0.93%的失重可能 为吸附水的脱去；200~500 (a) Fe3O4纳米粒子和 ℃之间7.4%的失重为磁性微球 (b) (b) Fe3O4/PVA 磁性高分子微球 表面包覆的PVA 聚合物的热 的TG曲线 分解。最终，样品中氧化铁含 量为91.7%。
写FeO· Fe2O3。
Fe3O4/PVA 磁性高分子微球的制备与表征
磁性高分子微球是指通过适当方法将无机磁性纳米 粒子和高分子聚合物进行复合而得到的球形功能材料。 它兼具磁性纳米粒子和高分子微球的特性，既可以通过 共聚或表面改性的方法在其表面引入特殊功能基团(如COOH、-OH、-CHO、-NH2 等)，通过共价键直接 结合生物酶、细胞、抗体、金属离子及有机物等；又可 以在外界磁场作用下方便迅速地分离，从而被广泛用于 固定化酶、生物分离、靶向药物等生物医学领域。其中 ，聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性的合成聚合物，动 物实验表明，其安全无害、无毒性、无刺激性，并有良 好的生物相容性，能够在体内缓慢降解。此外，采用 PVA 聚合物修饰磁性纳米粒子时，纳米粒子被包覆在 聚合物的交联凝胶网络中，阻止了颗粒的团聚，从而可 大大提高颗粒的分散性。