磁性高分子復(fù)合微球的功能化及應(yīng)用.pdf

1、磁性高分子復(fù)合微球是由高分子化合物與無(wú)機(jī)磁性材料兩部分復(fù)合而成的一種新型功能材料。近年來(lái)，功能化磁性高分子復(fù)合微球的研究更加深入，通過(guò)共聚、表面改性等方法賦予其表面多種反應(yīng)功能基團(tuán)，如-OH、-SO3H、-COOH、-CHO、-NH2等，由于功能化的磁性復(fù)合微球同時(shí)兼具高分子的功能性和無(wú)機(jī)磁性納米粒子的磁響應(yīng)性，迄今己在細(xì)胞學(xué)、生物工程、分離工程等諸多領(lǐng)域顯示出廣泛的應(yīng)用前景。
　　 在此研究背景下，本論文制備了超順磁性、粒徑分

2、布均勻，表面含有SO32-的磁性高分子復(fù)合微球，并將其作為電化學(xué)修飾電極材料，主要取得了以下幾方面的結(jié)果：
　　 1、采用化學(xué)共沉淀法制備出粒徑約13nm且具有超順磁性的CoFe2O4納米粒子，選用反應(yīng)型表面活性劑α-烯烴磺酸鈉(AOS)對(duì)磁性納米粒子CoFe2O4進(jìn)行表面改性，形成穩(wěn)定的磁流體。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，探索出合成CoFe2O4納米粒子的最佳條件：NaOH濃度為4.0mol/L，F(xiàn)e3+/CO2+混合液的濃度（用CO2+的

3、濃度表示）為0.4mol/L，反應(yīng)溫度為80℃，熟化溫度為50℃，熟化時(shí)間為3h。
　　 利用紅外光譜儀(IR)、X-射線衍射儀(XRD)、比表面積測(cè)定儀、投射電鏡(TEM)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、熱失重(TG)等測(cè)試手段對(duì)CoFe2O4納米粒子和磁流體進(jìn)行分析。結(jié)果表明：CoFe2O4磁性納米粒徑約為13nm，其晶型為反尖晶石結(jié)構(gòu)，具有超順磁性，其飽和磁化強(qiáng)度Ms=55.88emu/g;TEM照片顯示AOS能有效改善CoF

4、e2O4納米粒子的團(tuán)聚，TG結(jié)果表明：AOS用量為2％和18％時(shí)，能形成單、雙層包覆的磁流體，且雙層AOS包覆的磁流體比單層穩(wěn)定。
　　 2、采用無(wú)皂乳液聚合體系，將合成的水基CoFe2O4納米磁流體表面聚合苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)，制備出核殼結(jié)構(gòu)的CoFe2O4/P(St-BA-AOS)磁性高分子復(fù)合微球。并且通過(guò)改變AOS用量、磁流體用量等條件，調(diào)整磁性高分子復(fù)合微球的粒徑大小。并利用TEM、激光粒度儀(DLS)、

5、TG、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)等儀器對(duì)CoFe2O4/P(St-BA-AOS)磁性高分子復(fù)合微球進(jìn)行表征。結(jié)果表明：磁流體用量為25mL時(shí)，磁性高分子復(fù)合微球的磁含量為18.98％，飽和磁化強(qiáng)度為21.43emu/g，粒徑約為110nm，表面含有SO32-且具有超順磁性。
　　 3、將石墨烯/CoFe2O4/P(St-BA-AOS)磁性微球的復(fù)合乳液直接涂覆在電極上成膜，制備了新型電-磁復(fù)合膜修飾電極。以表面含有大量帶SO32-

6、的磁性納米球?yàn)檩d體，石墨烯為導(dǎo)電介質(zhì)，通過(guò)靜電吸附使抗壞血酸(AA)或腎上腺素(EP)從溶液中快速富集在修飾電極上，采用三電極系統(tǒng)，利用循環(huán)伏安法檢測(cè)其電流響應(yīng)信號(hào)，探索其最佳測(cè)試條件。當(dāng)St與BA的質(zhì)量比為3時(shí)，修飾電極的穩(wěn)定性好且對(duì)檢測(cè)物的響應(yīng)性強(qiáng)。在掃描速度100mVs-1，磷酸緩沖溶液(PBS) pH=6，富集時(shí)間120s條件下，AA對(duì)電流響應(yīng)的線性范圍為8×10-6mol/L～1.4×10-4mol/L，其最低檢出限為4.2μ