磁性纳米材料
合集下载
相关主题
- 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)。
表面基团修饰
• 烷基、氨基、羧基、磷酸根、硫酸根等官能团都能通过化学手段连接到磁铁 矿的表面
图3 氨丙基三乙氧基硅烷修饰硅胶包覆的磁性纳米氧化铁
6
二、磁性纳米材料的制备
无机材料包覆
• 无机材料主要有 SiO2（耦合引入新官能团、与多种生物分子键和），Au和
Ag(生物相容性)
Stober 法:将四乙基原硅酸盐（TEOS）水解生成正硅酸单体， 再与氧化铁表面的羟基反应聚合形成二氧化硅壳
磁性纳米材料
图12 磁性纳米材料的释放水以及变形性（磁性气凝胶尺寸10 mm× 10 mm× 3 mm）
15
参考文献
Gao, L., Zhuang, J., Nie, L. et al. Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagneticnanoparticles. Nature nanotechnology[J], 2007, 2(9): 577583. Liu, X., Ma, Z., Xing, J. et al. Preparation and characterization of amino–silane modified superparamagnetic silica nanospheres. Journal of Magnetism and Magnetic Materials[J], 2004, 270(1): 1-6 Bruce, I.J. and Sen, T. Surface modification of magnetic nanoparticles with alkoxysilanes and their application in magnetic bioseparations. Langmuir[J], 2005, 21(15): 7029-7035. Olsson R T, Samir M A S A, Salazar-Alvarez G, et al. Making flexible magnetic aerogels and stiff magnetic nanopaper using cellulose nanofibrils as templates[J]. Nature nanotechnology, 2010, 5(8): 584-588.
微乳液法：通过反应微团将二氧化硅限定在以磁性纳 米颗粒为核的周围 硅酸的形式将硅胶沉积到磁性纳米颗粒的表面
7
二、磁性纳米材料的制备
高分子包覆
图4 原位聚合制备Fe2O3@硅纳米纤维膜
8
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
磁性纳米材料的制备过程
15min
90℃，变黑
90℃，3h形成无水混合物
图5 磁性气凝胶以及磁性纳米纸的制备
11
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
图8 C1, C2和 C3 复合材料的XRD 衍射图
图9 C3的HRTEM 图
12
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
磁性纳米材料
材料的灵活性
图10 磁性纳米材料的力学性能
13
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
磁性纳米材料
图11 磁性纳米气凝胶在外磁场下的响应性
14Hale Waihona Puke Baidu
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
• 超顺磁性、饱和磁化强度及矫顽力
图1 磁性纳米材料超顺磁性图解
没有外加磁场时，超顺磁性的纳米材料不表现出磁性, 有外加磁场时，材料有很强的磁性，能够实现固液分离靶向 引导
4
一、背景与意义
磁性纳米材料
• 优良的吸波性能及类过氧化物酶的性质
图2 Fe3O4 磁性纳米颗粒的 过氧化酶性质
5
二、磁性纳米材料的制备
16
17
9
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
磁性纳米材料的形貌
图6 磁性气凝胶（b）以及磁性纳米纸(c)的形貌
10
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
1： FeSO4/CoCl2 摩尔比为2:1
2：体积分数为1%
98.3% porosity
93.3% porosity
图7 不同纳米颗粒浓度磁性气凝胶的SEM图（Scale bars, 4 mm.）
磁性纳米材料
1
目录 一 • 研究背景
• 磁性纳米材料的制备方法 • 磁性纳米气凝胶以及磁性纳米纸
二
三
2
一、背景与意义
纳米材料
三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）的材料。
• 表面和界面效应
• 小尺寸效应
• 量子尺寸效应 • 宏观量子隧道效应
分离 困难
3
一、背景与意义
磁性纳米材料
• 烷基、氨基、羧基、磷酸根、硫酸根等官能团都能通过化学手段连接到磁铁 矿的表面
图3 氨丙基三乙氧基硅烷修饰硅胶包覆的磁性纳米氧化铁
6
二、磁性纳米材料的制备
无机材料包覆
• 无机材料主要有 SiO2（耦合引入新官能团、与多种生物分子键和），Au和
Ag(生物相容性)
Stober 法:将四乙基原硅酸盐（TEOS）水解生成正硅酸单体， 再与氧化铁表面的羟基反应聚合形成二氧化硅壳
磁性纳米材料
图12 磁性纳米材料的释放水以及变形性（磁性气凝胶尺寸10 mm× 10 mm× 3 mm）
15
参考文献
Gao, L., Zhuang, J., Nie, L. et al. Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagneticnanoparticles. Nature nanotechnology[J], 2007, 2(9): 577583. Liu, X., Ma, Z., Xing, J. et al. Preparation and characterization of amino–silane modified superparamagnetic silica nanospheres. Journal of Magnetism and Magnetic Materials[J], 2004, 270(1): 1-6 Bruce, I.J. and Sen, T. Surface modification of magnetic nanoparticles with alkoxysilanes and their application in magnetic bioseparations. Langmuir[J], 2005, 21(15): 7029-7035. Olsson R T, Samir M A S A, Salazar-Alvarez G, et al. Making flexible magnetic aerogels and stiff magnetic nanopaper using cellulose nanofibrils as templates[J]. Nature nanotechnology, 2010, 5(8): 584-588.
微乳液法：通过反应微团将二氧化硅限定在以磁性纳 米颗粒为核的周围 硅酸的形式将硅胶沉积到磁性纳米颗粒的表面
7
二、磁性纳米材料的制备
高分子包覆
图4 原位聚合制备Fe2O3@硅纳米纤维膜
8
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
磁性纳米材料的制备过程
15min
90℃，变黑
90℃，3h形成无水混合物
图5 磁性气凝胶以及磁性纳米纸的制备
11
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
图8 C1, C2和 C3 复合材料的XRD 衍射图
图9 C3的HRTEM 图
12
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
磁性纳米材料
材料的灵活性
图10 磁性纳米材料的力学性能
13
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
磁性纳米材料
图11 磁性纳米气凝胶在外磁场下的响应性
14Hale Waihona Puke Baidu
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
• 超顺磁性、饱和磁化强度及矫顽力
图1 磁性纳米材料超顺磁性图解
没有外加磁场时，超顺磁性的纳米材料不表现出磁性, 有外加磁场时，材料有很强的磁性，能够实现固液分离靶向 引导
4
一、背景与意义
磁性纳米材料
• 优良的吸波性能及类过氧化物酶的性质
图2 Fe3O4 磁性纳米颗粒的 过氧化酶性质
5
二、磁性纳米材料的制备
16
17
9
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
磁性纳米材料的形貌
图6 磁性气凝胶（b）以及磁性纳米纸(c)的形貌
10
三、磁性气凝胶以及磁性纳米纸
1： FeSO4/CoCl2 摩尔比为2:1
2：体积分数为1%
98.3% porosity
93.3% porosity
图7 不同纳米颗粒浓度磁性气凝胶的SEM图（Scale bars, 4 mm.）
磁性纳米材料
1
目录 一 • 研究背景
• 磁性纳米材料的制备方法 • 磁性纳米气凝胶以及磁性纳米纸
二
三
2
一、背景与意义
纳米材料
三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）的材料。
• 表面和界面效应
• 小尺寸效应
• 量子尺寸效应 • 宏观量子隧道效应
分离 困难
3
一、背景与意义
磁性纳米材料