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以FeCl2与表面活性剂十二烷基磺酸钠（sodium dodecanesulphonate， SDS）反应生成的Fe(DS)2作为反应前体，通过控制SDS 的浓度和反应 温度可以合成3.7～11.6 nm的Fe3O4粒子。Gupta 等在表面活性剂丁二酸 -2-乙基己基磺酸钠(AOT)溶于正己烷中形成W/O 反相微乳液体系，Fe2+ 和Fe3+盐溶于反相微液滴的亲水核中，在N2存在下，加入NaOH得到直 径较小（<15 nm）、高分散的氧化铁磁性纳米粒子。
图 1-1 共沉淀法制备磁性纳米粒子示意图
溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶方法（Sol-Gel）是日本科学家 Sugimoto 等于上世纪90 年代 发展起来的一种液相制备单分散金属氧化物颗粒的新工艺。
其基本原理是：以高度浓缩的金属醇盐凝胶为基质，通过对其溶解-再结 晶（Sol-Gel 过程）处理，生长出高度单分散的金属氧化物颗粒。在40 ℃， 强力搅拌下，将Fe(NO3)3溶于聚乙二醇中制得溶胶，升温继续反应转变为 棕色凝胶，老化2 h 后干燥，干凝胶在200～400 ℃的真空条件下退火处理 即制备了不同尺寸的纳米Fe3O4 粒子，退火处理温度越高，粒子尺寸越大， 相应地，饱和磁化强度及矫顽力也增大。
制备方法
干法 共沉淀法 溶胶-凝胶法 微乳液法 金属有机前驱体热分解法
水热法
干法
干法常以铁的配合物如五羰基合铁[Fe(CO)5]或二茂铁 [FeCP2]为原料，在比较剧烈的条件下，使原料分解制 得产物。例如，以N2为载体，将Fe(CO)5，从蒸发室导 入温度高达600 ℃的燃烧室，同时喷入高流速空气， Fe(CO)5 与空气迅速混合发生剧烈的氧化反应，产物经 骤冷、分离得到超细粒子。所得产物粒径为5~10 nm， 比表面积150 m2/g、热稳定性和分散性良好的无定型透 明氧化铁。
聚合物基无机纳米复合材料的结 构设计和性能研究----结课作业
生物医用功能化磁性纳米粒子
主要内容
1、引言 2、研究进展 3、制备方法 4、应用及现状 5、展望
Biblioteka Baidu言
随着科学技术的发展，人类的认知领域由宏观世界逐渐发 展到微观世界，从而形成了一门新的科学技术——纳米科 学技术。纳米科学技术包括纳米材料、纳米器件、纳米结 构设计和加工组装、纳米机器以及相应的检测表征技术和 方法，因此“纳米”不仅仅局限于狭义的空间尺度上的意 义，而是一种全新的思维方式和认识方法、研究手段和应 用技术。
干法具有工艺流程短，产品质量高，粒子超细、均匀、 分散性好等特点，但其技术难度大，对设备的结构及 材质要求高，一次性投资也大。
共沉淀法
共沉淀法制备纳米 Fe3O4因其操作简单，成本低廉，且能大规模生产等优点 而被广泛采用。
其反应原理为：
Fe2++ 2Fe3+ + 8OH- → Fe3O4 +4H2O
金属有机前驱体热分解法
金属有机前驱体（organometallic precursor）分解法，顾名思义，就是从金 属有机前驱体出发，利用各种能量输入方法，使得其发生化学反应分解，从而获 得所需要的磁性纳米粒子。利用有机溶液的高沸点性，使分散在油相中的金属有 机前驱体在高温下分解，并结晶成核生长，通过控制原料浓度、反应时间以及投 入的晶核大小可以方便控制粒子粒径、形状和晶型，通过表面键合有机配体来避 免团聚，得到高质量的磁性纳米粒子。这种高温分解法已被用于制备 Fe、Co、 Ni 等多种磁性纳米粒子。其中Sun 等对此法做了重大改进，使用乙酰丙酮铁 （Fe(acac)3）代替有剧毒的金属有机化合物Fe(CO)5，以1,2-十六烷基二醇、二 苯醚、油酸等作溶剂，其中1,2-十六烷基二醇起着溶剂和还原剂双重作用，在惰 性气氛环境下，经过高温裂解、还原反应制备表面以十八胺、油酸作为有机配体 的 Fe3O4 纳米粒子，产物具有非常好的单分散性，粒径均匀，可以小至 4 nm， 而且呈疏水性，可以长期稳定分散于非极性有机溶剂中。
图1-2AOT/正己烷反相微乳液体系结构
微乳法制备纳米粒子的最大优点就是当纳米粒子合成后，体系能够立 即为粒子提供表面活性剂，钝化粒子的表面，不会发生纳米粒子团聚， 使其分散性得到保障。其缺点也很明显，由于电解质的加入会导致微乳 液体系的不稳定性，因此反应试剂的浓度不可能很高，一次合成制备的 纳米粒子产量很低；同时由于微乳液体系是热力学稳定体系，粒子的提 取及后处理过程复杂；而且微乳液法合成的Fe3O4磁性纳米粒子通常只 溶于有机溶剂，在医学领域的应用受到限制，通常需要在Fe3O4表面修 饰上亲水分子，使其溶于水方能应用于生物医学领域。
将纳米材料应用于医学领域形成的纳米生物医学就是由纳 米科学、生物学和医学交叉结合形成的，这种结合尽管才 十来年的历史，但已取得了许多令人鼓舞的成就，使得纳 米生物医学技术己成为纳米科技领域最引人注目、最有生 命力的发展方向之一。其中，磁性纳米材料是近年来研究 较多的生物医学无机功能纳米材料。
制备方法
通常是把 Fe2+和Fe3+的盐溶液以一定的比例混合后，用过量的NH4OH或 NaOH在惰性气氛、一定温度和 PH值下高速搅拌进行沉淀反应，然后将沉淀洗 涤、过滤、干燥，制得一定尺寸的Fe3O4纳米粒子（如下图所示）。 在共沉淀 法制备纳米Fe3O4粒子的过程中，纳米颗粒的大小、形状和成分取决于使用的 铁盐类型（氯化物、硫酸盐或硝酸盐等）、Fe2+/Fe3+的摩尔比率、反应温度、 PH值和反应的离子强度。
此外用此法进行α-Fe2O3纳米粒子合成时，加入了环氧乙烷（ethylene oxide，EO）获得理想的效果，EO 的加入不仅能与HCl反应，而且加速了 FeCl3的水解作用，使得反应能够在主反应方向进行，这个过程使用聚乙二 醇（polyethyleneglycol，PEG）作为稳定剂和粒子表面钝化剂，产物粒子 几乎是单分散的。该方法能够比较严格区分晶体结晶成核和生长两个阶段， 避免晶粒在生长过程中的大量聚沉现象，从而获得高度单分散的纳米颗粒。
微乳液法
微乳液法是近年来发展起来的一种制备纳米颗粒的有效方法，它是由 热力学稳定、透明的水滴在油中(W/O)或油滴在水中(O/W)形成的单分散 体系，其微结构的粒径为5~70nm，在微观结构方面可分为O/W型、双 连续型和W/O（反相胶束）型3 种，是表面活性剂分子在油/水界面形成 的有序组合体。微乳液通常由表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)、 油(通常为烃类)和水(或水溶液)组成。在此体系中，两种互不相溶的连续 介质被表面活性剂双亲分子分割成微小空间形成微型反应器，其大小可 控制在纳米级范围，反应物在体系中反应生成固相粒子。
图 1-1 共沉淀法制备磁性纳米粒子示意图
溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶方法（Sol-Gel）是日本科学家 Sugimoto 等于上世纪90 年代 发展起来的一种液相制备单分散金属氧化物颗粒的新工艺。
其基本原理是：以高度浓缩的金属醇盐凝胶为基质，通过对其溶解-再结 晶（Sol-Gel 过程）处理，生长出高度单分散的金属氧化物颗粒。在40 ℃， 强力搅拌下，将Fe(NO3)3溶于聚乙二醇中制得溶胶，升温继续反应转变为 棕色凝胶，老化2 h 后干燥，干凝胶在200～400 ℃的真空条件下退火处理 即制备了不同尺寸的纳米Fe3O4 粒子，退火处理温度越高，粒子尺寸越大， 相应地，饱和磁化强度及矫顽力也增大。
制备方法
干法 共沉淀法 溶胶-凝胶法 微乳液法 金属有机前驱体热分解法
水热法
干法
干法常以铁的配合物如五羰基合铁[Fe(CO)5]或二茂铁 [FeCP2]为原料，在比较剧烈的条件下，使原料分解制 得产物。例如，以N2为载体，将Fe(CO)5，从蒸发室导 入温度高达600 ℃的燃烧室，同时喷入高流速空气， Fe(CO)5 与空气迅速混合发生剧烈的氧化反应，产物经 骤冷、分离得到超细粒子。所得产物粒径为5~10 nm， 比表面积150 m2/g、热稳定性和分散性良好的无定型透 明氧化铁。
聚合物基无机纳米复合材料的结 构设计和性能研究----结课作业
生物医用功能化磁性纳米粒子
主要内容
1、引言 2、研究进展 3、制备方法 4、应用及现状 5、展望
Biblioteka Baidu言
随着科学技术的发展，人类的认知领域由宏观世界逐渐发 展到微观世界，从而形成了一门新的科学技术——纳米科 学技术。纳米科学技术包括纳米材料、纳米器件、纳米结 构设计和加工组装、纳米机器以及相应的检测表征技术和 方法，因此“纳米”不仅仅局限于狭义的空间尺度上的意 义，而是一种全新的思维方式和认识方法、研究手段和应 用技术。
干法具有工艺流程短，产品质量高，粒子超细、均匀、 分散性好等特点，但其技术难度大，对设备的结构及 材质要求高，一次性投资也大。
共沉淀法
共沉淀法制备纳米 Fe3O4因其操作简单，成本低廉，且能大规模生产等优点 而被广泛采用。
其反应原理为：
Fe2++ 2Fe3+ + 8OH- → Fe3O4 +4H2O
金属有机前驱体热分解法
金属有机前驱体（organometallic precursor）分解法，顾名思义，就是从金 属有机前驱体出发，利用各种能量输入方法，使得其发生化学反应分解，从而获 得所需要的磁性纳米粒子。利用有机溶液的高沸点性，使分散在油相中的金属有 机前驱体在高温下分解，并结晶成核生长，通过控制原料浓度、反应时间以及投 入的晶核大小可以方便控制粒子粒径、形状和晶型，通过表面键合有机配体来避 免团聚，得到高质量的磁性纳米粒子。这种高温分解法已被用于制备 Fe、Co、 Ni 等多种磁性纳米粒子。其中Sun 等对此法做了重大改进，使用乙酰丙酮铁 （Fe(acac)3）代替有剧毒的金属有机化合物Fe(CO)5，以1,2-十六烷基二醇、二 苯醚、油酸等作溶剂，其中1,2-十六烷基二醇起着溶剂和还原剂双重作用，在惰 性气氛环境下，经过高温裂解、还原反应制备表面以十八胺、油酸作为有机配体 的 Fe3O4 纳米粒子，产物具有非常好的单分散性，粒径均匀，可以小至 4 nm， 而且呈疏水性，可以长期稳定分散于非极性有机溶剂中。
图1-2AOT/正己烷反相微乳液体系结构
微乳法制备纳米粒子的最大优点就是当纳米粒子合成后，体系能够立 即为粒子提供表面活性剂，钝化粒子的表面，不会发生纳米粒子团聚， 使其分散性得到保障。其缺点也很明显，由于电解质的加入会导致微乳 液体系的不稳定性，因此反应试剂的浓度不可能很高，一次合成制备的 纳米粒子产量很低；同时由于微乳液体系是热力学稳定体系，粒子的提 取及后处理过程复杂；而且微乳液法合成的Fe3O4磁性纳米粒子通常只 溶于有机溶剂，在医学领域的应用受到限制，通常需要在Fe3O4表面修 饰上亲水分子，使其溶于水方能应用于生物医学领域。
将纳米材料应用于医学领域形成的纳米生物医学就是由纳 米科学、生物学和医学交叉结合形成的，这种结合尽管才 十来年的历史，但已取得了许多令人鼓舞的成就，使得纳 米生物医学技术己成为纳米科技领域最引人注目、最有生 命力的发展方向之一。其中，磁性纳米材料是近年来研究 较多的生物医学无机功能纳米材料。
制备方法
通常是把 Fe2+和Fe3+的盐溶液以一定的比例混合后，用过量的NH4OH或 NaOH在惰性气氛、一定温度和 PH值下高速搅拌进行沉淀反应，然后将沉淀洗 涤、过滤、干燥，制得一定尺寸的Fe3O4纳米粒子（如下图所示）。 在共沉淀 法制备纳米Fe3O4粒子的过程中，纳米颗粒的大小、形状和成分取决于使用的 铁盐类型（氯化物、硫酸盐或硝酸盐等）、Fe2+/Fe3+的摩尔比率、反应温度、 PH值和反应的离子强度。
此外用此法进行α-Fe2O3纳米粒子合成时，加入了环氧乙烷（ethylene oxide，EO）获得理想的效果，EO 的加入不仅能与HCl反应，而且加速了 FeCl3的水解作用，使得反应能够在主反应方向进行，这个过程使用聚乙二 醇（polyethyleneglycol，PEG）作为稳定剂和粒子表面钝化剂，产物粒子 几乎是单分散的。该方法能够比较严格区分晶体结晶成核和生长两个阶段， 避免晶粒在生长过程中的大量聚沉现象，从而获得高度单分散的纳米颗粒。
微乳液法
微乳液法是近年来发展起来的一种制备纳米颗粒的有效方法，它是由 热力学稳定、透明的水滴在油中(W/O)或油滴在水中(O/W)形成的单分散 体系，其微结构的粒径为5~70nm，在微观结构方面可分为O/W型、双 连续型和W/O（反相胶束）型3 种，是表面活性剂分子在油/水界面形成 的有序组合体。微乳液通常由表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)、 油(通常为烃类)和水(或水溶液)组成。在此体系中，两种互不相溶的连续 介质被表面活性剂双亲分子分割成微小空间形成微型反应器，其大小可 控制在纳米级范围，反应物在体系中反应生成固相粒子。