异质化磁性纳米粒子可控制备与生物活性研究
磁性纳米粒子固定化酶技术研究进展
磁性纳米粒子固定化酶技术研究进展陈静;冷鹃;杨喜爱;廖丽萍;肖爱平;刘亮亮【摘要】磁性纳米粒子因兼具磁学特性和纳米材料独特性能,被广泛应用于各个领域.就磁性纳米粒子的种类、特性、制备和表面修饰四个方面展开介绍,综述了脂肪酶、漆酶、淀粉酶及其复合酶等生物酶固定化酶技术的最新研究动态,针对磁性纳米粒子在固定化酶技术的研究应用现状进行了总结,以期为磁性纳米粒子固定化酶技术的应用研究提供参考.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2017(007)004【总页数】6页(P284-289)【关键词】磁性纳米粒子;脂肪酶;漆酶;淀粉酶;固定化酶【作者】陈静;冷鹃;杨喜爱;廖丽萍;肖爱平;刘亮亮【作者单位】中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205【正文语种】中文酶是具有生物催化功能的高分子物质，具有高效性、专一性、反应条件温和、无污染等特点[1]，在食品加工、药学和医学等研究领域中有着巨大的应用潜力。
然而，大多数酶是蛋白质，其活性易受温度、pH等因素影响，且与底物产物的混合物不利于其回收，难以实现产物的分离纯化和连续化生产[2]。
20世纪60年代迅速发展起来的固定化酶技术很好的解决了这些问题，有效提高了酶的利用率，并实现了产业化发展。
其中，酶的固定载体和技术研究一直是酶固定化研究的核心问题，重点是寻找新的载体，确保固定后的酶保持其催化活性、催化特性和稳定性，同时，可实现高负载量和复合酶链式反应[3]。
近几年，新型载体和技术有：交联酶聚集体[4]、“点击”化学技术[5]、多孔支持物[6]和以纳米粒子为基础的酶的固定化[7]等。
纳米粒子作为酶固定化的新型载体，具有良好的生物相容性、比表面积大、颗粒直径小、较小的扩散限制、较高的载酶量及在溶液中稳定存在等优点[8]。
AgBr纳米粒子的制备及其光催化性能的研究
AgBr纳米粒子的制备及其光催化性能的研究徐瑶【摘要】通过简单的沉淀法,加入适量浓度的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备纳米AgBr粒子.利用XRD、SEM表征手段证明了所制得的纳米粒子纯度高、粒径小、尺寸分布窄、稳定性好.通过UV-Vis表征可以知道,沉淀法制备的纳米粒子吸收波长范围可至可见光区域.在以紫外光及自然光(太阳光)为光源的条件下,经过60 min的光催化降解反应,甲基橙(MO)的降解率可达到96％以上.与纳米二氧化钛粒子和纳米氧化锌粒子光催化性能相比,纳米溴化银不仅催化效率更高,而且在自然光照的条件下仍然可以保持很好的光催化性能.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2013(033)003【总页数】4页(P1-4)【关键词】纳米AgBr粒子;光催化性能;甲基橙;紫外光;自然光【作者】徐瑶【作者单位】西安精典石化科技有限公司,陕西西安710086【正文语种】中文【中图分类】TB383近些年来，利用半导体材料作为光催化剂氧化降解污水中有机物的方法日益受到关注［1］。
由于传统的二氧化钛光催化剂只限于对紫外光的吸收［2］，对于可见光区的光并没有吸收，所以不能充分利用自然光。
另外，二氧化钛的光谱响应范围较窄、量子效率低等也限制了其进一步的发展［3］。
AgBr 不但是一种重要的光信息记录材料，而且具有非常优异的光催化性能。
AgBr 在可见光区有吸收，可以充分利用自然光来节省资源。
因此，AgBr 作为一类非常重要的半导体光催化剂有着广阔的应用前景［4-5］。
染料废水色度高﹑毒性大﹑可生化性差，是较难处理的工业废水之一［6］。
AgBr 在光照的条件下能使水分解产生高活性的羟基自由基［7］，可加快环境中有机污染物的降解。
纳米AgBr 的合成方法有很多，Joo Hwan Koh等［8］采用原位修饰法制备出了AgBr 纳米粒子;Ming Yang 等［9］以存在明胶中的AgCl 为前躯体制得了多孔球形AgBr 纳米粒子;Maen Husein［10］和Monnoyer 等［11］分别在不同的微乳液体系中合成了均一的AgBr 纳米粒子;李国平等［1］利用PAMAM 树形分子模板法制备出AgBr 纳米簇。
磁场调控纳米生物催化的研究进展与生物医学应用
磁场调控纳米生物催化的研究进展与生物医学应用1. 磁场调控纳米生物催化的研究进展随着科学技术的不断发展，磁场调控纳米生物催化在生物医学领域具有广泛的应用前景。
研究人员在这一领域取得了一系列重要的研究成果，为磁场调控纳米生物催化的应用奠定了基础。
研究人员通过调控纳米材料的形貌、结构和表面性质，实现了对纳米生物催化剂性能的有效控制。
通过改变纳米材料中金属离子的种类和比例，可以调控其磁性、电导率等物理性质，从而影响纳米生物催化剂的催化活性。
通过表面修饰、功能化等手段，还可以实现对纳米生物催化剂表面活性位点的精确调控，进一步提高其催化性能。
研究人员发现磁场对纳米生物催化剂的催化活性具有显著的影响。
磁场可以通过改变纳米材料中的电子状态和运动轨迹，促进反应物分子之间的相互作用，提高反应速率和选择性。
磁场还可以通过调节纳米生物催化剂的结构和形态，实现对反应过程的精确控制。
研究人员将磁场调控纳米生物催化技术应用于实际的生物医学应用领域。
在癌症治疗中，研究人员利用磁场调控纳米生物催化剂的高活性和低毒性特点，开发了一种新型的靶向药物递送系统，有望实现对肿瘤细胞的高效杀灭和治疗效果的提高。
在环境保护领域，磁场调控纳米生物催化剂也被用于水体污染物的高效降解，为解决环境污染问题提供了新的思路。
磁场调控纳米生物催化的研究已经取得了一系列重要的成果，为未来在这一领域的深入研究和实际应用奠定了基础。
目前这一领域的研究仍存在许多挑战，如如何进一步提高纳米生物催化剂的催化活性和稳定性，以及如何将磁场调控技术应用于更广泛的生物医学应用场景等问题。
未来需要进一步加大研究力度，以期在磁场调控纳米生物催化领域取得更多的突破。
1.1 磁场对纳米颗粒的影响磁场是影响纳米颗粒行为和性能的重要因素之一，在纳米生物催化领域，磁场调控具有广泛的应用前景。
本文将介绍磁场对纳米颗粒的影响，并探讨其在生物医学领域的潜在应用。
磁场可以影响纳米颗粒的形态和大小，通过改变磁场强度、方向和时间，可以实现对纳米颗粒的精确调控。
纳米材料的特性及应用
纳米材料的特性及应用摘要系统阐述了纳米材料的特性,并重点介绍了纳米材料在陶瓷领域,医学上,皮革制品上,环境保护等方面的应用。
并对纳米材料未来的应用前景进行了展望。
关键词：纳米材料特性应用前言纳米，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一，相当于万分之一头发丝粗细。
当物质到纳米尺度以后，大约是在1-100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。
这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料即为纳米材料[1]。
纳米材料处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，即接近于分子或原子的临界状态。
在纳米材料中，纳米晶粒和由此而产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。
纳米晶粒中的原子排列已不能处理成无限长程有序，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。
纳米相材料跟普通的金属、陶瓷，和其他固体材料都是由同样的原子组成，只不过这些原子排列成了纳米级的原子团，成为组成这些新材料的结构粒子或结构单元。
由于纳米材料从根本上改变了材料的结构，使得它成为当今新材料研究领域最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象[2]。
近年来，纳米材料取得了引人注目的成就。
例如，存储密度达到每平方厘米400G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世[3]。
充分显示了纳米材料在高技术领域应用的巨大应用潜力。
纳米材料诞生多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。
进入90年代后，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。
一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。
Magneticnanoparticles磁性纳米粒子
Magneticnanoparticles磁性纳米粒子磁性纳米粒子（Magnetic Nanoparticles）是一种具有特殊物理和化学性质的纳米材料，具有广泛的应用前景。
本文将介绍磁性纳米粒子的制备方法、表征手段以及在生物医学、环境治理和能源等领域的应用。
1. 制备方法磁性纳米粒子的制备方法多种多样，常见的包括物理合成、化学合成和生物合成等。
物理合成方法包括热分解、溶胶-凝胶法和磁控溅射等，可以通过调节反应条件来控制粒子的尺寸和形貌。
化学合成方法主要通过溶液反应来合成纳米粒子，常见的包括共沉淀法、热分解法和水热法等。
生物合成方法则利用生物体内的酶、植物提取物等来合成纳米粒子，具有环境友好性和可再生性。
2. 表征手段对磁性纳米粒子的表征主要包括形貌结构、晶体结构、磁性能和表面性质等方面。
形貌结构可以通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等观察到，可以了解粒子的形态、尺寸和分布情况。
晶体结构常常通过X射线衍射（XRD）来进行分析，可以确定晶体相和晶格参数。
磁性能可以通过振动样品磁强计（VSM）等仪器来测试，可以获得粒子的矫顽力、饱和磁化强度和磁导率等参数。
表面性质则常常通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）等技术来研究，可以了解粒子表面的化学组成和功能基团等信息。
3. 生物医学应用磁性纳米粒子在生物医学领域具有广泛的应用前景。
一方面，磁性纳米粒子可以作为纳米载体，用于药物传递和基因传递等方面。
通过表面修饰可以增加纳米粒子与生物体内靶标的亲和性，实现靶向输送药物和基因，提高药物的疗效和减少副作用。
另一方面，磁性纳米粒子还可用于磁共振成像（MRI）和磁热疗法等诊断和治疗方面。
通过控制纳米粒子的磁性能和形貌，可以实现对肿瘤等异常组织的定位和治疗。
4. 环境治理应用磁性纳米粒子还可以在环境治理领域发挥重要作用。
一方面，磁性纳米粒子可以用于水处理和废水处理等方面。
通过表面修饰可以增加纳米粒子与污染物的亲和性，实现对重金属离子和有机污染物的吸附和去除。
超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束的制备与磁靶向载药体系性能研究
超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束的制备与磁靶向载药体系性能研究一、概述随着医学领域的深入发展，癌症治疗已成为当代医学面临的重大挑战之一。
尽管传统的手术、放疗和化疗等手段在一定程度上能够控制病情，但其对正常细胞的损伤以及药物的非特异性分布等问题仍亟待解决。
探索新型的、具有靶向性的药物传输体系成为了当前的研究热点。
超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束作为一种新型的磁靶向载药体系，因其独特的磁响应性和生物相容性，在肿瘤治疗中显示出巨大的潜力。
超顺磁性Fe3O4纳米粒子，作为一种重要的磁性材料，具有优异的磁响应性能，能够在外部磁场的作用下实现定向移动。
与此其超顺磁性质使得粒子在去除外部磁场后能够迅速失去磁性，从而避免了对生物体的潜在危害。
将Fe3O4纳米粒子与聚合物载药胶束相结合，不仅可以实现药物的靶向输送，还能通过调控聚合物的性质和结构，优化药物在体内的释放行为。
本研究旨在制备具有优良磁靶向性能的超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束，并对其性能进行深入研究。
我们将通过化学合成法制备出粒径均匀、磁性能稳定的Fe3O4纳米粒子。
利用聚合物反应合成不同分子量的嵌段聚合物，并通过适当的方法将Fe3O4纳米粒子与聚合物相结合，形成稳定的磁性聚合物载药胶束。
在此基础上，我们将进一步探讨载药胶束的制备工艺、药物释放行为以及磁靶向性能等关键问题。
通过本研究的开展，我们期望能够为磁靶向载药体系的设计和优化提供新的思路和方法，为癌症等重大疾病的治疗提供更为安全、有效的药物传输手段。
我们也期望通过本研究的成果，推动磁性纳米材料在生物医学领域的广泛应用，为人类的健康事业做出更大的贡献。
1. 介绍药物传输系统的重要性及磁靶向载药体系的研究背景在现代医学领域，药物传输系统的重要性日益凸显。
药物传输系统不仅关乎药物的治疗效果，更直接影响患者的生存质量。
一个高效、精准的药物传输系统能够确保药物准确到达病灶部位，发挥最大的治疗作用，同时减少药物在非病灶部位的分布，从而降低副作用，提高患者的生活质量。
AgIAgBrSiO2异质结纳米复合材料的制备及其光催化降解研究
AgI-AgBr/SiO2异质结纳米复合材料的制备及其光催化降解研究随着经济水平的不断发展，人们生活质量的不断提高，人们的健康意识也不断加深，追求健康的生存环境已经成为人们目标。
然而目前在治理水体中难以降解的有机污染物时通常采用的大部分光催化剂只有在紫外光下才具有催化活性，不能够有效利用自然界的大部分可见光，因此利用半导体技术制备具有可见光催化活性的光催化剂成为了目前研究的热点，本研究主要目的是研究一种利用可见光对水体中有机污染物进行降解的半导体光催化剂。
本研究以有序介孔SiO2为载体，首先用沉积-沉淀法制备AgBr/SiO2复合材料，利用AgI的溶度积比AgBr的小，采用简单的离子交换手段，用I-取代AgBr中的部分Br-即可在AgBr的表面生成AgI，构建AgI/AgBr异质结，制备AgI-AgBr/SiO2异质结构纳米复合材料，这样就将介孔SiO2与AgX有效的结合起来，形成了具有高比表面积及特殊性能的纳米复合颗粒。
Ag本身具有的光敏性能在与介孔二氧化硅复合后将得到进一步的继承甚至加强，这种具有新颖结构的无机复合材料在催化、吸附分离、光电、生物等领域具有更加广泛的应用。
国内外研究现状：有序介孔二氧化硅材料具有以下主要特征：(1)大的比表面积和孔道容量；(2)材料颗粒外形规则，且具有可控性；(3)孔道结构规则并且保持高度的有序性；(4)孔径均匀分布窄，并在一定纳米范围内(2nm~10nm)连续可调；(5)具有很好的水热稳定性[1,2]。
这些特性使其在催化、吸附脱附方面有很重要的应用，并且近几年逐渐发展成为一种良好的载体材料。
由于氧化硅材料具有无毒、原材料丰富、生物兼容性好并且制备技术成熟等优点使其成为目前研究开发的热点[3]。
各种新型的二氧化硅复合材料也不断的被研究出来，并且应用于各个领域。
AgX由于其独特的光敏性，目前已越来越多的被应用到光催化剂制备领域，通常通过沉积-沉淀法负载到各种载体上，形成各种复合型光催化剂。
《2024年Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备研究》范文
《Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，磁性纳米颗粒因其独特的物理和化学性质在生物医学、环境科学、材料科学等领域展现出广阔的应用前景。
其中，Fe3O4磁性纳米颗粒以其超顺磁性、生物相容性及易于表面修饰等特点备受关注。
为了进一步提高其稳定性和生物相容性，将Fe3O4磁性纳米颗粒表面包覆一层SiO2成为了一种常见的策略。
本文旨在研究Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备方法，并探讨其制备过程中的关键因素和优化策略。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括：四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒、正硅酸乙酯（TEOS）、氨水、乙醇、去离子水等。
2. 制备方法（1）Fe3O4磁性纳米颗粒的合成：采用共沉淀法或热分解法合成Fe3O4磁性纳米颗粒。
（2）Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备：在Fe3O4磁性纳米颗粒表面包覆SiO2。
具体步骤包括将Fe3O4纳米颗粒分散在乙醇中，加入TEOS和氨水，在一定温度下反应，使TEOS在Fe3O4表面水解生成SiO2。
三、实验过程与结果分析1. 实验过程（1）Fe3O4磁性纳米颗粒的合成：在室温下，将FeSO4和FeCl3按一定比例混合，加入氢氧化钠溶液，调节pH值，经过共沉淀或热分解反应得到Fe3O4磁性纳米颗粒。
（2）Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备：将合成的Fe3O4磁性纳米颗粒分散在乙醇中，加入适量的TEOS和氨水，在一定温度下搅拌反应一段时间，使TEOS在Fe3O4表面水解生成SiO2。
通过控制反应条件，可以得到不同厚度的SiO2包覆层。
2. 结果分析（1）表征方法：采用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、振动样品磁强计（VSM）等手段对制备的Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒进行表征。
（2）结果分析：通过TEM观察，可以看到Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒具有明显的核壳结构，SiO2包覆层均匀地覆盖在Fe3O4核表面。
Fe3O4_TiO2纳米异质结构的制备及磁性
Vol.35高等学校化学学报No.52014年5月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 917~920 doi:10.7503/cjcu20140114Fe 3O 4/TiO 2纳米异质结构的制备及磁性徐 曼,段为杰,焦世惠,庞广生(吉林大学化学学院,长春130012)摘要 以TiO 2纳米线和Fe(NO 3)3㊃9H 2O 为原料,在一缩二乙二醇体系中通过溶剂热反应制备了Fe 3O 4纳米粒子/TiO 2纳米线异质结构.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观测结果表明,Fe 3O 4纳米粒子均匀地附着在TiO 2纳米线上,并与TiO 2纳米线之间形成了有效的复合.磁性研究结果表明,与文献报道的同粒径纯相Fe 3O 4纳米粒子相比,异质结构的阻隔温度点明显降低,异质结构的形成对Fe 3O 4磁性产生了影响.关键词 纳米材料;纳米异质结构;磁性;阻隔温度中图分类号 O611.4 文献标志码 A 收稿日期:2014⁃02⁃18.基金项目:国家自然科学基金(批准号:21071058,21371066)资助.联系人简介:焦世惠,女,博士,工程师,主要从事纳米材料研究.E⁃mail:jiaosh@ TiO 2由于具有禁带宽㊁无毒和折射率高等优点而被广泛应用于光催化㊁太阳能电池㊁气体传感器和电化学领域.在半导体光催化剂中,TiO 2被认为是最有效的环境友好型光催化剂[1~4].近年来,一维TiO 2纳米结构由于具有特殊的光电性质而引起了研究者的兴趣[5,6].然而,在实际应用过程中,TiO 2的分离和回收很难控制,这一过程消耗的大量资源制约了TiO 2的合理利用[7].随着对纳米材料的不断研究,单组分结构已不能满足多功能性的需求.纳米异质结构可呈现出不同于单组分材料的独特性质,在光学㊁电学及磁学等领域具有潜在应用前景[8~12].近年来,越来越多的研究专注于纳米材料异质结构的制备.通过调控材料的表面与界面性质,可制备出具有特定形貌㊁尺寸和性质的纳米异质结构[13~16].Fe 3O 4纳米材料由于具有超顺磁性㊁低居里温度和高矫顽力等特性,在磁存储㊁生物传感器和核磁共振成像等领域具有广阔的应用前景[17,18].然而,目前大多数情况下制备的Fe 3O 4纳米粒子团聚现象严重,很难得到分散性好㊁粒径可控㊁性质稳定的纳米粒子,影响了其实际应用[19,20].许多研究者将TiO 2与Fe 3O 4进行复合,不仅改善了Fe 3O 4的团聚现象,同时解决了TiO 2的回收利用问题.Xuan 等[21]用聚苯乙烯丙烯酸作为模板制备了易于磁性分离的空心球状Fe 3O 4/TiO 2异质结构,产物表现出了很好的光催化活性且在外加磁场的作用下可多次循环使用.Zhu 等[22]经合成α⁃Fe 2O 3纳米管和α⁃Fe 2O 3/TiO 2核壳结构及H 2还原3个步骤得到了Fe 3O 4/TiO 2异质结构,并发现产物在电磁波吸收方面表现了很好的性能.He 等[23]采用沉淀法制备了单分散㊁超顺磁性的Fe 3O 4/TiO 2核壳纳米结构,不仅解决了Fe 3O 4的团聚现象,同时也改善了TiO 2的光催化性能.Akhavan 等[24]在α⁃Fe 2O 3纳米晶上生长了锐钛矿相TiO 2薄膜,其在可见光条件下的光催化活性有了明显提高.本文采用溶剂热法以TiO 2(B)纳米线和Fe(NO 3)3㊃9H 2O 为原料,在一缩二乙二醇体系中制备了Fe 3O 4纳米粒子/TiO 2纳米线异质结构,并对其磁性进行了研究.1 实验部分1.1 试剂与仪器九水合硝酸铁[Fe(NO 3)3㊃9H 2O,分析纯]和一缩二乙二醇(C 4H 10O 3,化学纯),国药集团化学试剂有限公司;二氧化钛(P25,TiO 2),安特普纳科贸有限公司;氢氧化钠(NaOH,分析纯)和盐酸(HCl,质量分数36%~38%,分析纯),北京化工厂.Rigaku D/Max2550V/PC型X射线粉末衍射仪(XRD,Cu Kα射线,λ=0.15418nm,管电压40 kV,管电流200mA,步长0.02°);Thermo ESCALAB250X射线光电子能谱仪(XPS,采用单色Al Kα射线作为辐射源);JEOL JSM⁃6700F扫描电子显微镜(SEM);JEOL JSM⁃3010型透射电子显微镜(TEM);美国Quantum公司MPMS⁃XL型磁性测量仪.1.2 实验过程1.2.1 TiO2(B)纳米线的制备 在100mL反应釜中加入0.3g P25和70mL10mol/L氢氧化钠溶液,将反应釜密封,置于200℃烘箱中反应4d,取出后自然冷却至室温.开釜,倾倒出碱液,所得沉淀用蒸馏水洗涤后置于0.01mol/L的盐酸中浸泡至少24h,倾倒出酸液后用蒸馏水反复洗涤至中性,干燥后即获得中间产物钛酸纳米线.将该钛酸纳米线置于管式电炉中,以1℃/min的速度升温至500℃,在该温度下恒温3h,即得到TiO2(B)纳米线.1.2.2 Fe3O4纳米粒子的制备 在100mL反应釜中加入70mL0.04mol/L的Fe(NO3)3㊃9H2O一缩二乙二醇溶液,将反应釜密封后置于240℃烘箱中反应24h,产物在磁铁作用下反复用乙醇洗涤后室温干燥.1.2.3 Fe3O4纳米粒子/TiO2纳米线异质结构的制备 取0.3g TiO2(B)纳米线置于100mL反应釜中,加入70mL0.04mol/L的Fe(NO3)3㊃9H2O一缩二乙二醇溶液,将反应釜密封,置于240℃烘箱中反应24h后取出,自然冷却至室温.开釜后倾倒出液体部分,所得沉淀在磁铁作用下用乙醇反复洗涤后室温干燥.2 结果与讨论2.1 XRD和XPS分析图1谱线a为Fe3O4的XRD谱图.图中所有的衍射峰均可归属为Fe3O4(JCPDS No.19⁃0629),没有杂质峰出现,表明产物为纯相Fe3O4.根据Debey⁃Scherrer公式,由Fe3O4(311)晶面的衍射峰展宽可计算出Fe3O4纳米粒子的平均粒径为11.7nm.在Fe3O4/TiO2异质结构的XRD谱图[图1谱线b]中,除了TiO2(B)(JCPDS No.35⁃0088)的衍射峰,其它衍射峰均可归属为Fe3O4,无其它杂质相.由于Fe3O4和γ⁃Fe2O3都有磁性且二者结构相似,仅从XRD谱图上难以区分,为了进一步证实所得产物为Fe3O4,采用XPS对产物中Fe的价态进行检测,结果如图2所示,Fe2p3/2和Fe2p1/2对应的电子结合能分别为711.29和724.75eV,与文献[25]报道一致,进一步证实产物为Fe3O4.Fig.1 XRD patterns of Fe3O4nanoparticles(a) and Fe3O4nanoparticles/TiO2nanowires hy⁃brid structure(b )Fig.2 XPS spectrum of Fe3O4nanoparticles2.2 SEM和TEM分析图3为产物的SEM和HRTEM照片.从图3(A)中可以观察到在TiO2纳米线表面附着大量纳米粒子.进一步通过HRTEM观察[图3(B)]发现,在TiO2纳米线上附着的Fe3O4纳米粒子大小约为10 nm,这与XRD计算结果基本一致.由图3(C)可以看出,Fe3O4纳米粒子和TiO2纳米线的结合不是简单的吸附,而是TiO2和Fe3O4两相生长在一起形成了异质结构.从照片中计算得到纳米粒子和纳米线的晶格间距分别为0.25nm和0.35nm,这与Fe3O4(311)晶面和TiO2(B)(110)晶面的间距一致,进一819高等学校化学学报 Vol.35 步验证纳米粒子和纳米线为Fe 3O 4相和TiO 2(B)相.Fig.3 SEM (A ),HRTEM (B )images of Fe 3O 4nanoparticles /TiO 2nanowires hybrid structure and the latticefringes of Fe 3O 4nanoparticles and TiO 2nanowires (C )2.3 磁性分析图4(A)和(B)分别为Fe 3O 4纳米粒子/TiO 2纳米线异质结构和Fe 3O 4纳米粒子在零场冷却(ZFC)和有场冷却(FC)条件下磁化强度随温度的变化曲线,温度范围4~300K,外加场强H =7962A /m.从图中可以看到,Fe 3O 4纳米粒子/TiO 2纳米线异质结构的阻隔温度(T B )为48K[图4(A)],而相同条件下制备的纯相Fe 3O 4纳米粒子的T B 为101K[图4(B)],文献报道的同粒径纯Fe 3O 4纳米粒子的T B 是95K [26].与块体材料相比,结构㊁尺寸㊁形貌㊁空间环境以及对称性等因素均能影响纳米材料的磁学性质[27],文献[28]指出纳米粒子的数目和各向异性直接决定了材料的阻隔温度,因此,我们认为Fe 3O 4纳米粒子与TiO 2纳米线复合后阻隔温度的降低与异质结构的形成有关.图4(C)是Fe 3O 4纳米粒子/TiO 2纳米线异质结构在室温下的M⁃H 曲线,可见,异质结构样品在室温显示超顺磁性,饱和磁化强度为16.3A㊃m 2/kg,比相同粒径纯Fe 3O 4纳米粒子的数值小,这是由于在异质结构样品中Fe 3O 4的含量为20%.Fig.4 Temperature dependence of ZFC and FC magnetization for Fe 3O 4nanoparticles /TiO 2nanowireshybrid structure (A )and Fe 3O 4nanoparticles (B )and magnetic hysteresis curves of the hybridstructure (C )3 结 论在一缩二乙二醇溶剂体系中合成了Fe 3O 4纳米粒子/TiO 2纳米线异质结构.HRTEM 观测结果表明,Fe 3O 4纳米粒子均匀附着在TiO 2纳米线上,并与TiO 2纳米线之间形成了有效的复合.磁性研究结果表明,与同粒径的纯Fe 3O 4纳米粒子相比,Fe 3O 4纳米粒子/TiO 2纳米线异质结构的阻隔温度点显著降低.参 考 文 献[1] Chen X.B.,Mao S.S.,Chem.Rev .,2007,107,2891 2959[2] Bavykin D.V.,Friedrich J.M.,Walsh F.C.,Adv.Mater .,2006,18,2807 2824[3] Zhang Z.,Chen A.P.,Ma L.,He H.B.,Li C.Z.,Chem.J.Chinese Universities ,2013,34(3),656 661(张哲,陈爱平,马磊,何洪波,李春忠.高等学校化学学报,2013,34(3),656 661)919 No.5 徐 曼等:Fe 3O 4/TiO 2纳米异质结构的制备及磁性[4] Chu S.Z.,Wada K.,Inoue S.,Todoroki S.I.,Chem.Mater.,2002,14,266 272[5] Mieszawska A.J.,Jalilian R.,Sumanasekera G.U.,Zamborini F.P.,Small,2007,3,722 756[6] Hurst S.J.,Payne E.K.,Qin L.D.,Mirkin C.A.,Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,2672 2692[7] Fu W.Y.,Yang H.B.,Li M.H.,Li M.H.,Yang N.,Zou G.T.,Mater.Lett.,2005,59,3530 3534[8] Kim H.,Achermann M.,Balet L.P.,Hollingsworth J.A.,Klimov V.I.,J.Am.Chem.Soc.,2005,127,544 546[9] Hines M.A.,Guyotsionnest P.,J.Phys.Chem.C,1996,100,468 450[10] Dabbousi B.O.,Rodriguez⁃Viejo J.,Mikulec F.V.,Heine J.R.,Mattoussi H.,Ober R.,Jensen K.F.,Bawendi M.G.,J.Phys.Chem.B,1997,101,9463 9475[11] Zeng H.,Li J.,Wang Z.L.,Liu J.P.,Sun S.H.,Nano Lett.,2004,4,187 190[12] Wang L.Y.,Luo J.,Fan Q.,Suzuki M.,Suzuki I.S.,Engelhard M.H.,Lin Y.H.,Kim N.,Wang J.Q.,Zhong C.J.,J.Phys.Chem.B,2005,109,21593 21601[13] Agrawal M.,Gupta S.,Pich A.,Zafeiropoulos N.E.,Stamm M.,Chem.Mater.,2009,21,5343 5348[14] Wang D.P.,Zeng H.C.,Chem.Mater.,2009,21,4811 4823[15] Yang J.,Gao Y.,Kim J.W.,He Y.J.,Song R.,Ahn C.W.,Tang Z.Y.,Phys.Chem.Chem.Phys.,2010,12,11900 11904[16] Xie J.,Zhang F.,Aronova M.,Zhu L.,Lin X.,Quan Q.M.,Liu G.,Zhang.G.F.,Choi K.Y.,Kim K.,ACS Nano,2011,5(4),3043 3051[17] Chen M.J.,Xiong X.M.,Shen H.,Liu H.F.,Chem.J.Chinese Universities,2013,34(8),1801 1805(陈明洁,熊小敏,沈辉,刘海峰.高等学校化学学报,2013,34(8),1801 1805)[18] Lu J.,Jiao X.L.,Chen D.R.,Li W.,J.Phys.Chem.C,2009,113,4012 4017[19] Salazar J.S.,Perez L.,de Abril O.,Lai T.P.,Ihiawakrim D.,Vazquez M.,Greneche J.M.,Begin⁃Colin S.,Pourroy G.,Chem.Mater.,2011,23,1379 1386[20] Guardia P.,Labarta A.,Batlle X.,J.Phys.Chem.C,2011,115,390 396[21] Xuan S.H.,Jiang W.Q.,Gong X.L.,Hu Y.,Chen Z.Y.,J.Phys.Chem.C,2009,113,553 558[22] Zhu C.L.,Zhang M.L.,Qiao Y.J.,Xiao G.,Zhang F.,Chen Y.J.,J.Phys.Chem.C,2010,114,16229 16235[23] He Q.H.,Zhang Z.X.,Xiong J.W.,Xiong Y.Y.,Xiao H.,Opt.Mater.,2008,31,380 384[24] Akhavan O.,Azimirad R.,Appl.Catal.A:Gen.,2009,369,77 82[25] Li X.A.,Zhang B.,Ju C.H.,Han X.J.,Du Y.C.,Xu P.,J.Phys.Chem.C,2011,115,12350 12357[26] Si S.F.,Li C.H.,Wang X.,Yu D.P.,Peng Q.,Li Y.D.,Cryst.Growth Des.,2005,5,391 393[27] Gu Y.Q.,Liu X.Y.,Niu T.,Huang J.G.,mun.,2010,46,6096 6098[28] Singamaneni S.,Bliznyuk V.N.,Binek C.,Tsymbal E.Y.,J.Mater.Chem.,2011,21(42),16819 16845Preparation and Magnetic Performance of Fe3O4/TiO2Hybrid Nanostructure†XU Man,DUAN Weijie,JIAO Shihui*,PANG Guangsheng(College of Chemistry,Jilin University,Changchun130012,China)Abstract Using TiO2nanowires and Fe(NO3)3㊃9H2O as raw materials,Fe3O4nanoparticles/TiO2 nanowires hybrid nanostructure was fabricated in a system with diethylene glycol as the solvent.High⁃resolu⁃tion transmission electron microscopy(HRTEM)observation demonstrates that the Fe3O4nanoparticles are ad⁃dressed on the TiO2nanowires.Effective connection forms between the Fe3O4nanoparticles and TiO2 nanowires.Magnetic study shows that the hybrid nanostructure’s blocking temperature is significantly lower than that of pure Fe3O4nanoparticles with the same diameters.Keywords Nanomaterial;Hybrid nanostructure;Magnetic property;Blocking temperature(Ed.:N,K,M)†Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.21071058,21371066).029高等学校化学学报 Vol.35 。
纳米磁性材料制备方法PPT课件
根据应用需求选择合适的制备方法
高纯度、高性能要求
对环境友好
选择化学制备方法，如溶胶-凝胶法， 可以得到纯度高、粒径均匀的纳米磁 性材料。
选择物理制备方法更为合适，因为这 种方法不涉及化学反应，对环境影响 较小。
大规模生产
选择物理制备方法或化学制备方法均 可，但化学制备方法更具有优势，可 以大规模生产且成本较低。
随着个性化需求的增加，定制化纳米磁性 材料的需求也将增加，制备方法将更加灵 活多样。
对未来研究的展望
新材料探索
寻找具有优异性能的新型纳米 磁性材料，以满足不断发展的
应用需求。
跨学科融合
结合其他领域的技术和方法，如 生物学、化学等，为纳米磁性材 料的制备提供新的思路和途径。
智能化与自动化
利用先进技术实现制备过程的 智能化和自动化，提高生产效 率和产品质量。
利用酶催化制备纳米磁性材料
酶催化制备纳米磁性材料是一种高效、环保 的生物制备方法。该方法利用酶的催化作用 ，通过化学反应制备出具有磁性能的纳米材 料。
酶催化制备纳米磁性材料常用的酶有氧化还 原酶、水解酶、裂合酶等，其中氧化还原酶 最为常用。酶催化制备纳米磁性材料的过程 一般包括酶催化反应、分离纯化等步骤。在 制备过程中，可以通过调节反应条件、优化 酶的筛选和纯化工艺等方法来提高材料的产
化学气相沉积法
化学气相沉积法是一种制备纳米磁性 材料的方法，通过将反应气体在一定 条件下进行化学反应，生成所需的纳 米磁性材料。该方法具有制备温度低、 可控制备薄膜的成分和厚度等优点。
VS
化学气相沉积法的缺点是设备成本高、 反应气体具有毒性或腐蚀性，且制备 过程中需要严格控制反应条件。
液相法制备纳米磁性材料
液相法制备纳米磁性材料是一种常用的方法，通过控制溶液中的反应条件，如温度、pH值、浓度等，使金属离子或化合物在 溶液中发生反应，生成所需的纳米磁性材料。该方法具有操作简单、成本低、可批量生产等优点。
《2024年Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备研究》范文
《Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，磁性纳米颗粒因其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。
其中，Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒因其良好的生物相容性、磁响应性和化学稳定性，在生物医学、药物传递、催化等领域具有巨大的应用潜力。
本文旨在研究Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备方法，以期为相关领域的应用提供理论基础和实践指导。
二、制备方法1. 材料准备制备Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒需要准备的材料包括：铁盐、硅源、表面活性剂、溶剂等。
其中，铁盐可以选择FeCl3或FeSO4等，硅源可以选择正硅酸乙酯或正硅酸甲酯等。
2. 制备过程（1）制备Fe3O4磁性纳米颗粒首先，将铁盐溶解在溶剂中，加入还原剂进行还原反应，生成Fe3O4磁性纳米颗粒。
反应过程中需加入表面活性剂以控制颗粒的尺寸和形态。
（2）制备Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒在生成的Fe3O4磁性纳米颗粒表面，通过硅源的水解和缩合反应，形成一层二氧化硅包覆层。
此过程中，可以通过调整硅源的浓度、反应时间、温度等参数来控制包覆层的厚度和均匀性。
三、实验结果与分析1. 形貌与结构分析通过透射电子显微镜（TEM）观察制备的Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的形貌，发现颗粒呈球形，且表面光滑，尺寸分布均匀。
通过X射线衍射（XRD）分析，确认了颗粒的晶体结构为Fe3O4和SiO2。
2. 磁性能分析通过振动样品磁强计（VSM）测试了Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的磁性能。
结果表明，颗粒具有良好的磁响应性，且饱和磁化强度随包覆层厚度的增加而略有降低。
3. 稳定性分析通过动态光散射（DLS）测试了Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的稳定性。
结果表明，颗粒在水中具有良好的分散性和稳定性，且储存一段时间后无明显聚集现象。
四、结论本文成功制备了Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒，并通过形貌、结构和性能分析表明，颗粒具有良好的球形度、均匀性和磁响应性。
制备介电磁性微球的研究与应用
制备介电磁性微球的研究与应用随着现代化产业不断发展，高科技材料的研究成为了当代的热点。
其中，介电磁性微球的研究与应用备受关注。
介电磁性微球是将铁氧体等材料制成单颗粒，具有良好的介电和磁性性能，可作为纳米催化剂、生物传感器、医学图像材料等领域的基础材料。
本文将从制备方法和应用场景两个方面深入探讨介电磁性微球的研究与应用。
一、制备方法介电磁性微球材料的制备方法繁多，可以根据需求的不同采用不同的方法。
下面将介绍主要的几种制备方法。
1. 溶胶-凝胶法在该方法中，通过将一定组织的金属预体固态反应研磨碾磙，得到细小颗粒的质地均一的粉末，之后再加入所需的起始材料，混合，得到希薄浆坯，将浆坯浇铸成型，焙烧后得到介电磁性微球。
2. 永磁铁氧体法将所需的金属离子和氧化物混合成浆料，通过氧化还原反应和煅烧处理来完成永磁铁氧体颗粒的制备。
然后在其表面包裹一层二氧化硅或氧化铝，得到介电磁性微球。
3. 模板法在这种方法中，所使用的模板可以是多种材料，如聚苯乙烯、二氧化硅等。
首先将所需的金属负离子混合在一起，利用模板法进行成型，再经过煅烧和去模板等工艺步骤，可以成功地制备出介电磁性微球材料。
二、应用场景1. 纳米催化剂介电磁性微球作为催化剂的应用场景正在不断扩展。
其特点在于，微小的颗粒比固体的晶体更容易与分子表面产生接触。
采用介电磁性微球作为催化剂，可以在烷基分子上形成烷化层，增强其烷基分子催化的反应效率。
2. 生物传感器作为细胞表面的标识物，微小的颗粒能够诱导细胞的吞噬和肿瘤细胞的磁疗，是生命科学研究、靶向治疗和生物传感器制备的重要组成部分。
例如，介电磁性微球在医学中作为应用磁力操控的重要手段，可以使细胞得到更好的治疗效果。
3. 医学图像材料介电磁性微球除了应用于生物传感器外，还被广泛应用于医学图像材料方面。
由于其磁性特性，可以在磁共振成像方面得到更好的应用。
此外，磁性材料的特殊性质也使其成为吞噬性嘴实体物质成像的重要手段。
磁性纳米材料的研究进展
磁性纳米材料的研究进展Progress of magnetic nanoparticles李恒谦*贾雪珂李艳周康佳（合肥工业大学，安徽宣城）（Hefei University of Technology, Xuancheng, Anhui, China）摘要：纳米技术是近年来发展起来的一个覆盖面极广、多学科交叉的科学领域。
而磁性纳米材料因其优异的磁学性能，也逐渐发挥出越来越大的作用。
随着科学工作者在制备、应用领域的拓展逐渐深入，也使得纳米材料的外形、尺寸的控制日趋完善。
因此，磁性纳米材料在机械、电子、化学和生物学等领域有着广泛的应用前景。
文章综述磁性纳米材料的制备方法、性能及其近年来在不同领域的应用状况。
关键词：磁性；纳米；制备；性能；应用Abstract: Nanotechnology is developed in recent years as a kind of science with wide coverage and multidisciplinary. Magnetic nanoparticles also play an increasing role due to its excellent magnetic properties ．As scientists research take them deeper along the aspects of synthesis and application ．the control of shape and dimensions of magnetic nanoparticles has become more mature ．Therefore, magnetic nanoparticles have wide application propects in machinery, electronics, chemistry, biology, etc. In this paper ，the synthesis method is discussed, the character is mentioned and the application of magnetic nanoparticles is summarized ．Keywords：magnetic ；nanoparticles ；synthesis；character; application1. 引言磁性纳米材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因是关联于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级，例如：磁单畴尺寸，超顺磁性临界尺寸，交换作用长度，以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm 量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时，就会呈现反常的磁学性质。
纳米结构ZnO的制备及性能研究
纳米结构ZnO的制备及性能研究一、本文概述氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，因其独特的物理和化学性质，在纳米科技领域引起了广泛的关注。
纳米结构ZnO的制备及性能研究对于推动材料科学、电子学、光电子学、生物医学等多个领域的发展具有重要意义。
本文旨在深入探讨纳米结构ZnO的制备方法、结构特性、以及其在各种应用场景中的性能表现。
本文将概述纳米结构ZnO的基本性质，包括其晶体结构、能带结构、光学特性等。
随后，我们将详细介绍几种常见的纳米结构ZnO制备方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并对比各种方法的优缺点。
在此基础上，我们将重点关注纳米结构ZnO的性能研究，包括其电学性能、光学性能、光催化性能、以及生物相容性等。
我们将通过实验数据和理论分析，全面揭示纳米结构ZnO的性能特点及其在不同应用场景中的潜在应用价值。
本文还将展望纳米结构ZnO的未来发展趋势，探讨其在新能源、环保、生物医学等领域的应用前景。
我们希望通过本文的研究，能够为纳米结构ZnO的制备和性能优化提供有益的参考，推动其在各个领域的实际应用。
二、ZnO纳米结构的制备方法ZnO纳米结构的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法等。
这些方法的选择取决于所需的ZnO纳米结构的尺寸、形貌、纯度以及应用的特定要求。
物理法：物理法主要包括真空蒸发、溅射、激光脉冲沉积等。
这些方法通常在高温、高真空环境下进行，能够制备出高质量的ZnO纳米结构。
然而，这些方法通常需要昂贵的设备和复杂的操作过程，限制了其在大规模生产中的应用。
化学法：化学法因其设备简单、操作方便、易于大规模生产等优点，在ZnO纳米结构制备中得到了广泛应用。
其中，溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、水热法和微乳液法等是常用的化学制备方法。
例如，溶胶-凝胶法通过控制溶液中的化学反应，可以制备出具有特定形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
化学气相沉积法则可以通过调节反应气体的流量、温度和压力等参数，实现ZnO纳米线的可控制备。
上转换发光材料nayf4纳米晶的可控制备、生长机理及表面修饰的研究
摘要诺贝尔奖获得者Feyneman曾经预言：如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性，就会看到材料的性能产生丰富的变化。
他所指的材料就是纳米材料。
在过去的几十年中，纳米材料备受关注，并且逐渐上升为国家战略材料。
目前，纳米材料已经应用于飞机涂层、航天传感器等高端领域，同时也在药物缓释、汽车制造等民用领域得到了发展。
在生物荧光领域，与传统的量子点材料和有机染料相比，上转换氟化物纳米材料具有毒性低、发射带窄、光稳定性良好等优点。
而小尺寸的纳米颗粒更容易进入生物组织中，并在血液中自由移动，因此可以借助此特性扩展其在生物研究领域的应用。
由此可见，尺寸控制成为拓展NaYF4纳米材料的应用范围的关键。
CdSe量子点材料作为近几年的热门研究材料，由于具有荧光发射峰的位置随晶体粒径的减小发生蓝移的特性而得到了广泛应用。
本论文围绕稀土掺杂NaYF4纳米晶的可控制备、生长机理以及与CdSe量子点的结合等研究开展了一系列工作。
主要研究内容如下：（1）为了能够得到形貌均一、粒径均匀、单分散的NaYF4纳米材料，我们研究组结合了化学、电学、机械学等多领域学科知识，历时多年完成了全自动纳米材料合成仪（ANS01/02型合成仪器）的研制、开发与测试工作。
该仪器不仅帮助科研人员简化手工实验操作的过程、节省时间，而且能够更加稳定可靠地合成纳米材料。
通过“使用模板”程序控制反应温度、反应时间、搅拌速度、气体流量、投料速度等因素，进而可重复地合成10 nm左右的NaYF4纳米粒子。
通过“高级模式”程序，操作者可以根据实验条件自主设置实验参数并进行实验，这使得利用该仪器可能完成更多材料的合成实验，也为操作者提供了更便捷的实验平台。
（2）成功制备了NaYF4：18%Yb3+，2%Er3+纳米晶的标准反应溶液。
该标准反应溶液可供ANS01/02型合成仪器进行多次常规反应，实验人员可按照一次实验用量进行抽取。
磁性纳米颗粒研究热点
磁性纳米颗粒研究热点近年来,磁性纳米颗粒因为其优异的物理化学性质，如良好的磁性能，大的比表面积，表面易于功能化而被广泛地应用于各个领域。
主要为催化剂[1],吸波材料[2],生物医学工程[3],数据存储等。
磁性纳米颗粒在催化剂方面体现出极大的优势.通过将磁性纳米颗粒作为核,再将表面包覆不同的材料，如氧化硅，碳，聚合物等构建核壳纳米颗粒,能发展出一种新型催化剂.壳层材料提供催化活性，磁核协同催化。
既能提高催化效率，同时在外加磁场对磁性核作用下可以对催化剂进行分离和控制.这样就能够实现磁性纳米颗粒的可磁性回收和重复使用[4]。
如Xuan[5]等通过制备Fe3O4/Polyaniline/Au大幅提高了催化剂的可循环利用次数,从而方便的实现将催化剂控制和回收，将催化剂的循环利用,因此也降低了成本。
中科院的Huang和Liu[6]等合成的具有高比表面Ag的Fe3O4@TiO2纳米复合材料在半小时内可以完全催化降解亚甲基蓝溶液，由于具有磁性,所以通过外磁场分离后可以重复使用，并且重复使用光催化效率不会降低。
目前通过对磁性纳米颗粒进行表面改性或修饰，或者壳核结构设计，以合成出一系列的催化剂，并成功应用于有机合成中。
提高磁性纳米催化剂的稳定性和分散性是研究重点。
使用低毒性且易得的前体、环境友好溶剂和载体，在温和条件下合成稳定性好、活性高的超顺磁性纳米催化剂，将是今后磁性纳米催化剂发展方向[7]。
随着电子技术的飞速发展,人们日常生活中受到的电磁辐射不断增多,同时为适应现代战争的需要,隐身材料在武器中将被广泛应用,因此,吸波材料的研究具有重要的实用价值。
磁性吸波材料是目前研究和应用最多的一类[8]。
将类似铁氧体的纳米磁性材料放入涂料中，能够使涂料既有优良的吸波特性，又有良好的吸收和耗散红外线性能。
铁氧体系列吸波材料具有吸收率高、涂层薄和频带宽等优点。
铁氧体按晶体结构的不同，可分为立方晶系尖晶石型( AFe2O4，A 代表Mn，Zn，Ni，Mg 等) 、稀土石榴石型( Ln3Fe5O12，Ln 代表Y，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Lu 等) 和六角晶系磁铅石型( AFe12O19 ，A 代表Ba，Sr，Ca 等) 三种。
纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究
纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究一、本文概述随着环境问题的日益严重和能源需求的不断增长，光催化技术作为一种高效、环保的能源转换和污染物降解手段，受到了广泛的关注和研究。
在众多光催化剂中，氧化锌（ZnO）因其独特的物理和化学性质，如宽禁带、高激子结合能以及优异的光电性能，被认为是一种理想的光催化材料。
然而，ZnO在实际应用中仍面临一些挑战，如光生电子-空穴对的快速复合、可见光利用率低等。
为了解决这些问题，研究者们尝试通过制备ZnO复合物、调控其形貌和结构等方式来提高其光催化性能。
本文旨在研究纳米ZnO及其复合物的可控制备方法，并探讨它们的光催化性能。
我们将介绍纳米ZnO及其复合物的制备方法，包括溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助法等，并对比各种方法的优缺点。
然后，我们将重点讨论如何通过调控制备条件，如温度、浓度、时间等，来实现纳米ZnO及其复合物的形貌、结构和性能的调控。
接着，我们将对所制备的纳米ZnO及其复合物进行光催化性能评价，包括光催化降解有机物、光催化产氢等方面，并通过对比实验，探究不同制备方法和条件对光催化性能的影响。
我们将总结本文的主要研究成果，并提出未来可能的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，我们期望能够为纳米ZnO及其复合物在光催化领域的应用提供理论基础和技术支持，同时也为其他光催化材料的研究和开发提供借鉴和参考。
二、文献综述纳米ZnO及其复合物作为一种重要的半导体材料，近年来在光催化领域受到了广泛关注。
其独特的物理和化学性质，如大的比表面积、高的光催化活性以及良好的稳定性，使得纳米ZnO在光催化降解有机物、光解水产氢、太阳能电池和气体传感器等领域具有广阔的应用前景。
早期的研究主要集中在纳米ZnO的合成方法上，如溶胶-凝胶法、化学沉淀法、水热法、气相法等。
随着纳米科技的不断发展，研究者们开始关注纳米ZnO的形貌控制，以期获得具有更高光催化活性的材料。
例如，通过调节反应条件，可以制备出不同形貌的纳米ZnO，如纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米花等。
顶刊速报│马里兰大学胡良兵等高熵催化材料最新成果速览
顶刊速报│马里兰大学胡良兵等高熵催化材料最新成果速览编者按高熵合金（HEAs）是指包含5种及5种以上元素，且每种元素原子百分比大于5%，小于35%的合金。
根据熵的定义，可以将混合熵（ΔS mix）大于等于1.5R（R为摩尔气体常数）的合金称为高熵合金，ΔS mix介于1R-1.5R的合金称为中熵合金，低于1R的称为低熵合金。
高熵和中熵合金由于表现出更独特的结构，因此可以实现卓越的相稳定性和机械稳定性，其优异的性能主要源自于高熵合金不同于传统合金的特征，即所谓的四个“核心效应”，包括高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应。
作为一个全新的概念，高熵效应可以使体系获得较大的混合熵，使合金倾向于形成固溶体，而不是金属间化合物，该特性体现了混合熵对合金相形成的贡献。
实际上，高熵合金的特点还可以扩展到金属化合物中，他们也表现出高的混合熵。
迄今为止，已经开发了高熵氧化物（HEO）、高熵硫化物（HES）、高熵硼化物（HEB）和高熵碳化物（HEC）等。
这些高熵材料具有组分和结构可调性高的优势，因此在电催化领域展现出独特的地位。
本文总结了马里兰大学胡良兵教授、东南大学沈宝龙教授及北京大学郭少军教授等课题组在高熵催化材料方面的最新进展。
1. Nano Research：碳载高熵硫化物纳米阵列实现高性能电解水电解水技术是实现可持续绿色制氢的一个关键技术，发展低成本高性能的电解水催化剂至关重要。
过渡金属硫化物由于具有良好的导电性和优异的催化性能，成为了电解水催化剂的有力候选者，但是其结构稳定性较差，在高电位下容易坍塌。
高熵金属硫化物具有高熵效应以及单相结构，可以通过多位点协同效应优化催化性能，但是为了使不同元素之间形成均相结构，传统制备高熵金属硫化物的方法均需要高温环境，因此，开发温和的方法制备高熵金属硫化物对于电解水催化剂的发展具有重要研究价值。
鉴于此，郑州大学尚会姗副研究员等人采用温和的阳离子交换策略构筑了新型碳纤维负载的Co-Zn-Cd-Cu-Mn高熵硫化物纳米阵列，得益于其多金属位点的协同效应和高熵硫化物/碳纤维的强界面键合作用，该催化剂在碱性电解质中具有优异的析氢（HER）和析氧（OER）双功能电催化性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Au
Fe3O4
CTAB TEOS
Au
Fe3O4
EDC NHS
Au
Fe3O4
QD
Silica NPs
拟解决的科学问题
❖ 1.合成哑铃状Fe3O4-Au，水溶性改性，进行PEG Polymer 修饰。进行动物实验探讨在生物体内的热光成像。
❖ 2.合成金包四氧化三铁Fe3O4@Au，包覆硅层，并在硅表 面修饰两种不同颜色的量子点，可以连接不同的抗体探讨 其对潜在编码系统的分析。
生物医学领域的应用及研究现状
★肿瘤磁热疗
通过将磁流体注射到肿瘤组织，然后在外加交变磁场的作用 下产生能量，再将产生的能量释放给肿瘤组织，由于肿瘤中 的血液供给不如正常组织充足，致使肿瘤细胞中热量扩散较 慢，结果造成局部温度升高（一般控制在42~46℃之间）， 从而达到杀死肿瘤的目的。
生物医学领域的应用及研究现状
PEG Polymer修饰
CTAB TEOS QD
细胞 动物实验
实验进程
1
2
3
4
哑铃Fe3O4-Au 合成√Fra bibliotek水溶性改性
√
PEG Polymer 修饰
体外实验
实验进程
1
2
3
4
Fe3O4合成
√
包金
包硅 QD修饰 体外实验
实验进程
构像设计
No Image
Schematic illustration of the growth of Au-Fe3O4 DBNPs. NANO LETTERS 2005 Vol. 5, No. 2 379-382
★微乳液法 ★溶胶-凝胶法 ★热解法 ★水热法
生物医学领域的应用及研究现状
★靶向药物传输中的应用
磁性纳米粒子经过表面修饰而带有一定电荷或功能基团，可 与特异性抗体结合，作为药物载体用于药物的输运。磁控靶 向药物传输是将药物固定在生物相容性的磁性纳米颗粒或磁 性脂质体中，形成稳定的药物剂型，静脉注射后在外磁场的 导航下使药物通过血液循环到达并富集在病灶部位。这样既 可以减少药物的毒副作用，不杀死正常细胞，又可降低药物 用量，大大提高了药物的效率，因此被形象地称为“生物导 弹”技术。
a
b
No
Image
TEM images (a) and HRTEM images (b) of monodisperse iron oxide Nanocrystals，（a,b）9nm Published online: 28 November 2004;
doi:10.1038/nmat1251
研究背景
Thank You!
LOGO
然而，如何使生物分子高效稳定地结合到磁性纳米粒子 表面，一直是纳米生物领域面临的挑战之一。采用适合的方 法将磁性纳米粒子表面进行修饰、功能化，是实现生物分子 结合、固定负载乃至生物传感的必要前提与关键 。
试验流程
1
2
3
材料合 成
纳米粒子修 饰
体外验证
实验方案
1、合成哑铃状Fe3O4-Au磁性纳米粒子，使其即具有磁性， 又具有纳米金良好的光吸收和表面修饰活性。
Fe3O4纳米粒子的生物医用特性 ★优异磁性能
在外磁场的作用下进行磁分离和导向，靶向定位 ★悬浮稳定性
通过生物修饰在一定的生理环境下具有良好的悬浮稳定 性 ★良好生物相容性和可降解性
研究背景
Fe3O4磁性纳米材料的制备方法
★共沉淀法 原理： Fe2+ + 2Fe3+ + 80H- → Fe3O4 + 4H2O
异质化磁性纳米粒子可控制 备与生物活性研究
LOGO
报告内容
1. 研究背景 2. 生物医学领域应用及研究现状 3. 选题的目的与意义 4. 实验方案及计划
研究背景
四氧化三铁磁性纳米粒子
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，其分子式可以写成 FeO·Fe2O3
★磁共振成像 （MRI） 超顺磁性氧化铁及其复合物在体内的分布具有明显的特异性。 一般直径较大的粒子主要为肝、脾的网状内皮系统所摄入。而 较小的粒子则主要进入淋巴结组织及骨髓组织中。
选题的目的与意义
磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米材料，既具有纳米材 料所特有的性质如粒径小、比表面积大，又具有磁响应性及 超顺磁性，可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸 收电磁波产热。利用这些特性磁性纳米颗粒被广泛应用于生 物标记与分离、核磁共振成像、组织修复、药物载体以及疾 病诊断与治疗等方面。
2、通过对其进行表面修饰，使其表面含有羧基和氨基，连接 PEG，增加在体内的长循环。 3、合成金包四氧化三铁纳米粒子（ Fe3O4@Au ），对其进 行包硅，再在硅表面修饰两种不同颜色的量子点，提高其生 物特异性和高灵敏度，用于生物检测。
方案设计
哑铃状Fe3O4-Au
TEM XRD U-V
改性
Fe3O4@Au
本课题创新点
❖ 1.据文献查找， 哑铃状Fe3O4-Au较难控制粒径且水溶性改 性较难，本课题利用新型两亲Polymer对其进行改性。
❖ 2.对金包四氧化三铁的包硅量子点修饰体系尚无系统的探 讨。
实验进程安排
2013年7月-2013年8月 材料的合成 2013年9月-2013年10月 材料的改性 2013年10月-2013年11月 材料的修饰 生物实验 2013年11月-2014年1月 分析数据 补做实验 撰写论文 2014年2月-2014年4月 撰写论文 补做实验
HOOC Fe3O4 Au S-PEG-NH2
实验进程
构像设计
No Image
(A) Schematic illustration of surface coating of Fe3O4nanoparticles (i) with Au to form hydrophobic Fe3O4/Au nanoparticles (ii) and hydrophilic Fe3O4/Au nanoparticles (iii). 86989 J. AM. CHEM. SOC. 2007,129, 8698-8699