磁性纳米四氧化三铁制备研究进展_封余贤

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热分解法是指将有机铁化合物溶解在溶剂中, 控制反应温度,然后 在 高 压 反 应 釜 或 者 借 助 冷 凝 回 流使反应物分解、沉 淀 得 到 的 产 物。 热 分 解 法 制 备 的磁性 粒 子 一 般 结 晶 度 高,但 磁 性 粒 子 亲 水 性 能 较差。
宋丽贤等 以 [23] 聚乙二醇 为 分 散 剂,柠 檬 酸 为 抑 制剂,采用配合物热 分 解 法 制 备 出 平 均 粒 径 大 小 为 30nm、粒 度 分 布 均 匀、纯 度 较 高 的 磁 性 Fe3O4 粉 体。Xie等 采 [24] 用 类 似 热 分 解 的 方 法,在 高 温 的 条 件 下 合 成 分 散 良 好、晶 粒 大 小 为 6 nm 的 磁 性 Fe3O4。李振湖 等 以 [25] 油 酸 盐 前 驱 体,采 用 高 温 热 解法制备出大小均匀的钴掺杂四氧化三铁球形纳米 粒子。涂志江等 以 [26] 聚乙二 醇、聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮 为 修饰剂,采用高温热 分 解 乙 酰 丙 酮 铁 制 备 了 纳 米 磁
第1期
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化 学 世 界
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原沉淀 法。 共 沉 淀 法 指 的 是 将 Fe3+ 、Fe2+ 配 成 溶 液,然后 按 照 一 定 的 比 例 混 合 均 匀 后,以 NH3 · H2O 或 NaOH 为沉淀 剂 沉 淀 出 来,最 后 通 过 离 心、 过滤、洗 涤、干 燥 得 到 Fe3O4;氧 化 沉 淀 法 指 的 配 一 定浓度的 Fe2+ 溶液,先 用 NH3·H2O 或 NaOH 沉 淀,以 H2O2 为氧化剂氧 化 沉 淀 得 到 纳 米 级 Fe3O4。 氧化 还 原 法 指 的 是 选 择 合 适 的 还 原 剂 将 Fe3+ 溶 液 中 Fe3+ 一部分还原为 Fe2+ 至溶液 Fe3+ 与 Fe2+ 物质 量达到2∶1时,用沉淀剂 沉 淀 得 到 Fe3O4。 一 般 地 沉淀法制备的磁 性 Fe3O4 易 团 聚,因 此 在 反 应 过 程 中会添加少许表面活性剂以起到分散的作用。
何秋星等[27以尿 素、铁 盐、亚 铁 盐 等 为 原 料,采 用水热法制备了 粒 径 平 均 为 27nm、产 物 中 大 部 分 为球形 的 纳 米 Fe3O4。 吕 庆 荣 等 用 [28] 乙 二 醇 为 溶 剂,三氯化铁和尿素 为 起 始 反 应 试 剂,采 用 水 热 法 合成了由纳米 颗 粒 组 装 的 单 分 散 Fe3O4 空 心 微 球。 白雪莲等 采 [29] 用 水 热 法 合 成 了 磁 性 Fe3O4 纳 米 颗 粒并针对其形状和 大 小 的 有 效 控 制 进 行 了 研 究,研 究初步表明通过调控油酸的量 可 以 控 制 Fe3O4纳 米 颗粒的形 貌 和 尺 寸。 詹 凤 等 采 [30] 用 水 热 法 制 备 了 Fe3O4 纳 米 颗 粒,研 究 了 不 同 反 应 温 度、反 应 时 间、 合成比例 因 素 对 样 品 形 貌、尺 寸 和 结 晶 性 的 影 响。 颜爱国等 利 [31] 用溶剂热法,在 醋 酸 钠 静 电 保 护 剂 的 辅助下,成功制备 出 粒 径 均 匀、形 貌 为 球 形、分 散 度 好的磁性 Fe3O4。 刘 梨 等 以 [32] 乙 酰 丙 酮 铁 为 前 驱 体 ,二 苯 醚 为 溶 剂 ,油 酸 为 表 面 活 性 剂 和 油 胺 为 表 面 活 性 剂 兼 还 原 剂 ,采 用 溶 剂 热 法 成 功 制 备 单 分 散 性 的 Fe3O4 纳米粒子。 1.4 微 乳 液 法
沉 淀 法 主 要 包 括 共 沉 淀 法 、氧 化 沉 淀 法 、氧 化 还
收 稿 日 期 :2013-08-27 基金项 目:广 西 高 校 人 才 小 高 地 建 设 创 新 团 队 资 助 计 划 项 目 (桂 教 人 [2011]47 号 );广 西 自 然 科 学 基 金 项 目 面 上 项 目 (2013GXNSFAA019037);广西高校科学技术研究项目(2013YB072);广西科学研究与技术开发计划 项 目(桂 科 能 0992028-13);广 西 研 究 生 教 育 创 新 计 划 项 目 (YCSW2012064)。 作 者 简 介 :封 余 贤 (1989-),男 ,广 西 钦 州 人 ,硕 士 生 。E-mail:gxlanping@163.com。
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化 学 世 界
2014 年
磁性纳米四氧化三铁制备研究进展
封余贤, 乔磊磊, 蓝 平* , 蓝丽红, 廖安平
(广西民族大学 化学化工学院,广西高校化学与生物转化过程新技术重点实验室 ,广西 南宁 530006)
摘 要 :磁 性 纳 米 四 氧 化 三 铁 是 一 种 特 殊 功 能 的 纳 米 材 料 ,具 有 超 顺 磁 性 、小 尺 寸 效 应 、量 子 隧 道 效 应等特性。综述了磁性纳米四氧化三铁的制备方法,如 共 沉 淀 法、热 分 解 法、水 热 法、溶 剂 热 法、微 乳液法、空气氧化法、静电纺丝法、微波法及其研究进展。对 磁 性 纳 米 四 氧 化 三 铁 的 制 备 研 究 进 展 进行了展望。 关 键 词 :磁 性 纳 米 ;四 氧 化 三 铁 ;静 电 纺 丝 ;微 波 法 中 图 分 类 号 :TQ138.1 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :0367-6358(2014)01-0050-05
四氧 化 三 铁 是 一 种 具 有 反 尖 晶 石 结 构 的 铁 氧 体 ,由 于 其 具 有 独 特 的 物 理 、化 学 性 质 已 经 引 起 众 多 专家、学者的 关 注 。 [1] 纳 米 四 氧 化 三 铁 具 有 超 顺 磁 性、小尺寸效应、量子隧道效应等 使 [2] 其能够区 别 于 一般的四氧化三 铁。 目 前 在 国 内 外,磁 性 纳 米 四 氧 化三铁已经在催化剂[3,4]、造影成像[5]、靶向给 药 、 [6] 药物载体[7,8]、DNA 检 测 等 [9] 应 用 领 域 表 现 出 良 好 的应用前景。尤其随着纳米技术与高分子工程的快 速发展,磁性 纳 米 四 氧 化 三 铁 在 细 胞 分 离[10]、蛋 白 质分 离[11]、生 物 传 感 器 、重 [12-13] 金 属 吸 附[14,15 ]等 领 域 越 来 越 受 到 研 究 者 的 重 视 。 同 时 ,合 成 粒 径 小 、分
Abstract:Magnetic Nano-magnetite is superparamagnetic,and has small size and quantum tunneling effect.The preparation methods for magnetite nanoparticles,such as co-precipitation,thermal decomposi- tion,hydrothermal and solvothermal,microemulsion,air oxidation,electrostatic spinning and microwave irradation,are revieucd.The latest development of the preparation method of magnetic magnetite nanopar- ticles are also introduced. Key words:magnetic nanoparticles;iron oxide;electrostatic spinning;microwave mothod
微 乳 液 法 对 于 制 备 分 布 窄 、形 态 规 整 、分 散 好 的 纳米粉体是一种很好的制备方法。它是在微乳液滴 空间中进行反应的。
Gupta等 以 [33] 聚乙烯 醇 为 表 面 活 性 剂,采 用 反 相微乳法制备 出 粒 径 大 小 为 40~50nm 且 具 有 超 顺磁性、粒径分 布 窄 的 Fe3O4。Hao等 聚 [34] 乙 二 醇 辛基苯基醚为表面 活 性 剂,采 用 反 相 微 乳 法 合 成 具 有尖晶石结构、粒径大 小 平 均 为 15nm 的 超 顺 磁 性 Fe3O4。Liang等 微 [35] 乳 液 法 合 成 晶 系 为 立 方 形 、 晶粒大小范围在100~400nm 的磁性 Fe3O4。 1.5 其 他 方 法 (空 气 氧 化 法 、静 电 纺 丝 法 、微 波 法 )
刘春 丽 等 以 [16] 水 和 乙 醇 为 分 散 介 质,以 油 酸、 十二烷基苯磺酸钠 为 表 面 活 性 剂,采 用 共 沉 淀 法 合 成具有分 散 性 良 好 的 Fe3O4 纳 米 粒 子。 张 峰 等[17] 以聚乙二醇为表面 活 性 剂,采 用 化 学 共 沉 淀 法 制 备 了聚乙二醇 包 覆 的 纳 米 Fe3O4 颗 粒,然 后 将 此 纳 米 颗粒分散于水中制 成 磁 性 液 体,研 究 了 聚 乙 二 醇 用 量对磁性 液 体 稳 定 性 的 影 响。 李 剑 玲 等 采 [18] 用 化 学共沉淀法制备了纳米 Fe3O4磁 性 颗 粒 并 影 响 纳 米 Fe3O4颗粒磁性的因素进行研 究。 丁 永 玲 等 采 [19] 用 共沉淀法合成了粒径范 围 为 6~10nm 的 Fe3O4粒 子,通过透射电镜及 紫 外 可 见 吸 收 光 谱 来 研 究 盐 酸 对纳米 Fe3O4 分 散 性 的 影 响。 结 果 表 明 盐 酸 对 纳 米 Fe3O4 的 分 散 性 有 很 大 影 响。 张 鸥 等 采 [20] 用 化 学共沉淀法制备了 以 油 酸 钠 为 基 体、具 有 良 好 的 分 散效果的 Fe3O4 磁 性 纳 米 粒 子。Huang 等 采 [21] 用 氧化还原的方法合成平 均 粒 径 为 6nm 的 磁 性 纳 米 Fe3O4。冯辉霞等 采 [22] 用类似氧 化 还 原 的 方 法 制 备 出具有良好的顺磁性、磁饱和强度为 85emu/g 的纳 米磁性 Fe3O4。 1.2 热 分 解 法
性 Fe3O4 粒子,并对样 品 在 生 理 盐 水 和 生 理 缓 冲 液 中的稳定性进行了研究。 1.3 水 热 法 及 溶 剂 热 法
水热 法 及 溶 剂 热 法 统 称 热 液 法,是 指 以 水 或 者 溶剂作为分散介 质,在 密 封 反 应 容 器 中,在 高 温、高 压条件下发生反应而得到磁性粒子。
Recent Development of Preparation of Magnetic Magnetite Nanoparticles
FENG Yu-xian, QIAO Lei-lei, LAN Ping* , LAN Li-hong, LIAO An-ping
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Guangxi University for Nationalities,Key Laboratory of Chemical and Biological Transformation Process of Guangxi Higher Education Institutes,Guangxi Nanning 530006,China)
布 窄 且 具 有 优 良 磁 性 、表 面 性 能 稳 定 、具 有 生 物 相 容 性安全的磁性纳米 四 氧 化 三 铁 也 是 各 专 家、学 者 研 究的热点之一。
纳米四氧化三铁的性能因不同的制备方法而有 所不同。目前磁性纳米四氧化三铁制备方法主要包 括共沉 淀 法、分 解 法、水 热 法、溶 剂 热 法、微 乳 液 法、 空 气 氧 化 法 、静 电 纺 丝 法 、微 波 法 。 本 文 就 以 上 的 制 备方法及最新研究进展进行详细的陈述。 1 磁 性 纳 米 四 氧 化 三 铁 的 制 备 方 法 1.1 沉 淀 法
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