磁性复合纳米材料研究进展

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应 用 。这 种 方 法 操作 简单 合 成样 品结 晶性 较 好 , 不需 要 高 温
有前驱物 的盐溶液 中制 备纳米材 料 。C ra Foe 。等通 o rl lrs 一
过 共 沉 淀 法 制 备 了 Nj , F e 磁 性 纳 米 颗 粒 , 研 究 Z e 并 了锌 的掺 杂 量 对 颗 粒 磁 性 的影 响 。 沉 淀 法 已 经 合 成 的物 质

1 磁 性 复 合 纳 米 材 料 的 制 备
磁 性 复 合 纳 米 材 料 是 由磁 性 核 和 修 饰 功 能 层 组 成 。磁
性 核 一 般 为 金 属 及 其 合 金 ( eC , , e , e o等 ) 铁 F , o NiF NiF C 和
剂 , H4・ ( ( 0 ) 还 原 剂 水 热 合 成 F 。 )纳 米 颗 粒 Nz H2) 5 为 e (
学性能 l 。磁性纳米材料 由于其在 高密 度信息 存储 , 】 J 分离 ,
催 化 , 向 药 物输 送 和 医 学 检 测 等 方 面 有 着 广 泛 的 应 用 , 靶 已 经 受 到 了广 泛 关 注 。磁 性 复 合 纳 米 材 料 是 以 磁 性 纳 米 材 料
1 2溶 胶 一 凝 胶 法 .
氧化而形成一薄层 F 3 得到粒径小于 1 m 的磁性核壳 e0 , 0n 型 F/ e0 。这种方法 的缺点是 : eF 。 4 只能合成金 属单质 或者 金属氧化物且反应物温度高 。 目前用 这种方法 已经 制备 出
了许 多分 散 性 好 , 寸 在 1 m 左 右 的 ( 图 l 示 ) 性 颗 尺 0n 如 所 磁 粒 如 :e0 l _ F 3 41和 一 F 2 3 等 。 6 e( ) 综 上 所 述 , 淀 法 产 物 形 貌 不 好 控 制 , 作 简 单 适 于 工 沉 操 业 生产 , 可通 过 快 速 加 入 沉 淀 剂 使 制 得 的 晶粒 较 细 ; 胶 一 溶 凝胶 法 操 作 相 对 较 麻 烦 但 产 物 纯 度 高 , 通 过 控 制 溶 剂 的 可 p 值 , 化时间, H 陈 煅烧 温度 , 温 时 间 等来 对 产 物 的 颗 粒 尺 保
中 国材 料 科 技 与 设 备 ( 月 刊 ) 双
磁 性 复 合 纳 米 材 料 研 究 进 展
21年 ・ 2 01 第 期
磁 性 复 合 纳 米 材 料 研 究 进 展
夏海青 , 郭晓辉 , 慧琳 , 郭 崔斌
( 北大学合成与天然功能分子化学教育部重点实验室 ; 西 陕西省物理无机化学重点实验室 , 西 大 学 化 学 与 材 料 科 学 学 院 , E 陕西 西安 706) 1 0 9
1 4微 乳 液 法 .
微 乳 液是 由不 相 混溶 的油 和水 在表 面 活性 剂及 助 表 面 活 性剂 作 用下 , 成 热 力 学 稳 定 的均 一 体 系 。I ” 等 在 正 己 形
的功能和表面性质从 而在 生物医学 、 催化 、 分离 等多方面有
广 泛 的 应用 。另 一 方 面 , 性 纳 米 材 料 由 于 尺 寸 小 , 磁 比表 面
按 照成 分 可 以分 为 : 机 一无 机 复 合 ( e({聚 乙 烯有 机 硅 , 有 F 。) / F。 / 萄糖 葡 萄糖 酸 )无机 一无机 复合 (eO / O , e 葡 , F 。 Tiz F 。)/ i ) 机 一 无 机 一 有 机 复 合 ( e O Au HS e(1so2 无 F3 / ( H26 c 茂 铁 ) C )F 二 。无 机 一 无 机 一 无 机 复 合 ( e( SO / F 。 / i ̄ T O )按 照 功能 可 以分 为 : 磁 复 合 纳 米 材 料 , 磁 复 合 纳 i:; 电 光 米 材 料 等 。磁 性 复 合 纳 米材 料具 有 多 重 功 能性 , 以将 具 有 所 更 广 阔 的应 用 前 景 。下 面 将 从 其 制 备 、 饰 、 用 等 个 方 修 应 面 进 行 详 细 综 述 , 针 对 目前 该 领 域 中存 在 的 问 题 , 出 了 并 提
摘 要 : 性 复 合 纳 米 材 料 由于 其 强 大的 功 能 性 已成 为 现 在 材 料 研 究 的 热 点 。 本 文 从 其 制备 、 饰 、 用进 行 了详 细 介 绍 , 磁 修 应 并 针 对 目前 该领 域 中存 在 的 问题 , 出 了一 些 解 决 方 法 。 提 关键 词 : 性 纳 米 材 料 ; 磁 复合 纳 米材 料 ; 能 材 料 功 中 图分 类 号 : 6 4 O 1 文献标识码 : A
积和 比表面能大 , 自身 的磁性等易 团聚, 以这种修 饰层对 所
应 用 是 非 常必 要 的 。下 面 我们 将 从 一些 常用 的修 饰 物 质 : 聚
烷/ 戊醇 / T C AB微乳 液 体 系 中 , 含 有 钻 盐 的 微 乳 液 和 含 有 将
还原 剂 的微乳 液 混合 后 在反 应 釜 中 9 O℃ , 应 9h后 得 到钴 反
氧 体 ( eO , 一 F2 , n eO4C F 2 , ) 磁 性 核 外 F 3 4 7 eO3 Z F 2 , o eO4 等 。 面的修饰层种类 多样 , 要包 括有 机物 , 机物 , 物大 分 主 无 生 子 等 。制 备 磁 性 复 合 纳 米 材 料 的 基 本 方 法 主 要 有 化 学 共 沉 淀 、 胶 一 凝 胶 、 热 / 剂 热 、 乳 液 、 分 解 等 , 面 将 分 溶 水 溶 微 热 下
分 散 性好 , 貌 可 控 , 是 产 量 较少 结 晶性 不好 。 形 但
面 的覆 盖 率 等都 会 影 响 磁 性 体 系 。 已经 用 到 的 修 饰 磁 性 核 的聚 合 物 有 聚 乙基 纤 维 、 乙烯 醇 、 乙 二 醇 、 丙 烯 酸 、 聚 聚 聚 壳
1 5热分 解 法 .
合物 、 脂质体 和无机物来介绍磁性纳米材料的修饰 。
纳米 棒 , 发现 因颗 粒本 身 的磁 性 及 反 应 条 件 的 变 化 可 自组 装 成立 方形 。Mai等一一 过微 乳 液法 合 成 了 F 4 S 2并 r a ”通 b0 @ i , 0 且 调 节 硅 酸 四 丁酯 的加 入 量 调 节 S( 层 的 厚 度 。 此 复 合 物 i2 )
通讯联系人 : 斌(97 )男 , 崔 1 6 一 , 教授 , 主要 从 事 纳 米 材 料 和 无 机 功 能材 料方 面 的研 究 。Ema :ubn n 1e u c — i cii@ Wk d .n l .
21 年 ・ 2 01 第 斯材料综述 中国材料科技与设备 ( 双月刊)
F 。 纳 米 颗粒 , 有 较 强 的 铁 磁 性 。此 法 合 成 的纳 米 材 料 e 具
料的表 面性质如 表面电荷 、 化学功 能性 。聚合物 的一些 特性如化学结构 ( 亲水性 / 疏水性 、 可降解性 )聚合物 的分 子 ,
链 长 度 和 分 子量 , 合 物 的结 合 方 式 ( 电 / 价 键 ) 颗粒 表 聚 静 共 ,
包裹 的四氧化三铁复合 物 等 。这种方 法制备 纳米材 料颗
粒形貌不易控制 , 因其 受 到 搅 拌 速 率 , 淀 剂 浓 度 等 多 种 因 沉 素 影 响 , 涤 比较 复 杂 产 物 纯 度 不 高 , 操 作 简 单 , 备 要 求 洗 但 设 低 , 合 于工 业 化 生 产 。 适

G u等 合 成 了 Zl 一F 。 复 合 物 , 现 合 成 过 程 中 以 Hz 一 r ) eO1 ( 发 为 气 氛 产 物磁 性 较 强 。Yu争 合 成 多 壁碳 纳米 管 修 饰 的 磁 性 纳米 颗粒 用 于提 取 雌 性 激 素 。 这 种 方 法 制 备 纳 米 颗 粒 可 以通 过 控 制 溶 胶 一 凝 胶 过 程 的溶 液 p 值 , 应 温 度 , 间 H 反 时 等来 调 节颗 粒 的粒 径 。此 法 得 到 的产 物 纯 度 较 高 , 是 经 过 但 高 温煅 烧 , 粒 团 聚 较 严 重 。 颗
在含 有 表 面 活性 剂 的高 沸 点有 机 溶 剂 中 , 热 分 解有 机 加 金属化合物制 备纳米材 料。S e g1 hn 1 等在 十八 烯溶 剂 中, 油胺 存 在 条件 下 热 分 解 五羰 基 铁 得 到 单 质 铁 。表 面 的 铁 被
聚糖等[-3。表 1 22 2 ] 列出一些所用聚合物的性质及作用 。
水 中形 成 凝 胶 , 胶 脱 水 干 燥 后 煅 烧 得 到 平 均 尺 寸 在 凝 4 2 m的 Z F z)纳 米 颗 粒 , 相 变 电 温 度 比 块 状 高 。 - 0n n e(1 其
为中心核 , 通过键合 、 偶联 、 吸附等相互作用在其表 面修饰一 种 或几 种 物 质 而 形 成 的 无 机 或 有 机 复 合 材 料 [ 。对 其 分 类 2 ]
2 1聚合 物 和脂 质 体 .
聚合物包裹层可以提供一个静 电屏 障防止纳米 材料 的 团聚( 图 2 所示) 如 A 。另 外 , 些 涂 层 可 以调 节 磁 性 纳 米 材 这
具有超顺磁性且是生物相容性可 用于生物 医药 中的靶 向输 运载体。Z ag等[] 过 0/ O 型微乳液合 成了空心 的 hn 1通 4 w/
溶胶 ~凝胶法是利用金属 醇盐的水解 和聚 合反应 制备 金属氧化物或金属氢氧化 物的均匀溶 胶 , 再浓缩 成凝胶 , 凝 胶经干燥 、 热处理得到氧化物超微粉 。 等将硝 酸锌和硝
酸铁溶解在 少 量水 中 , 将 P 再 VA( oy iy l h 1溶 解 在 P lvn l c o) ao
些解决方法 。
1 3水 热 / 剂 热 法 . 溶
该 法是 在 密 闭容 器 中 , 以水 或 者 非 水 介 质 作 为 溶 剂 , 在 定 温 度 和溶 剂 自生 压 力 下 反 应 , 成 常 温 常压 下难 以生 成 生 的物 质 。Ya E 等 发 现 以 F C。 铁 源 , OT 为 表 面 活 性 n9 _ e 1为 A
退 火 处 理 , 免 了粉 体 的 团 聚 和 结 构 缺 陷 , 避 同时 在 反 应 体 系
中可 生 成 常 温 常 压 下 难 以 生 成 的 物 相 和形 貌 。
基金项 目: 圉家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( 1 7 1 5 , 北 大 学 研 究 生 重 点 课题 建设 项 目( 9 9 2 0 1 1 )西 0 0 YKC 2 1) *作 者 简 介 : 海 青 (9 4 , , 士 研 究 生 , 夏 18 一) 女 硕 主要 从 事 磁 性 复 合 功 能 纳 米 材 料 方 面 的研 究
包 括 磁 性 C F z 4 和 具 有 光 学 性 的 聚 偏 二 氟 乙 烯 ( V F o e0 P D )
0 引 言
纳 米 材 料 因其 尺 寸 小 而 具 有 普 通 块 状 材 料 所 不 具 有 的 特 殊 性 质 , 表 面效 应 、 尺 寸 效 应 、 子 效 应 和宏 观 量 子 隧 如 小 量 道 效 应 等 , 而 与普 通 块 状 材 料 相 比 具 有 较 优 异 的 物 理 、 从 化
1 1化 学 共沉 淀 法 .
化 学 共 沉 淀 法 是 将 沉 淀 剂 在 搅 拌 条 件 下 直 接 加 入 到 含
下一步反应得到 了葡 萄糖或 者葡糖糖 酸包 裹 的 F 。 eO 纳米
颗粒 , 并有 潜 力 在 生 物 科 技 和 医 学 、 响 应 成 像 及 催 化 方 面 磁
别叙述 。
时 , 应 温 度 和 时 间 、 面 活 性 剂 和 还 原 剂 浓 度 对 最 终 产 物 反 表 的尺 寸 形 貌 、 散性 和磁 性 有 明显 影 响 。 Wag等 [] 过 调 分 n 通 节 水 热 反 应 条 件 制 备 出 形 貌 多 样 的 S @ F a 4 米 复 合 n e0 纳 物 , 性 研 究 发 现 非 磁 性 S O 使 复 合 物 的 饱 和 磁 化 强 度 降 磁 ne 低 。S n等 以单 一 的三 价 铁 盐 和 蔗 糖 为 原 料 在 水 热 条 件 u 1
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