磁性納米材料的制備及性能研究.pdf

1、摘要I摘要本論文通過綠色合成的方法，部分還原Fe3，簡單、快速的制備出具有超順磁性納米Fe3O4；還利用靜電作用、原位還原等方法制備Fe3O4@Au、Fe3O4@TiO2核殼式納米粒子。對材料的性質(zhì)進行了研究，并對產(chǎn)物的形成機理進行了探討。具體研究內(nèi)容如下：1.利用生物分子（維生素C）在較低溫度下部分還原Fe3，無需氮氣保護、簡潔、快速的制備出具有超順磁性的Fe3O4磁性粒子。制備過程沒有用其他任何添加劑。實驗結(jié)果表明：隨著反應(yīng)溫度的升

2、高，磁性納米粒子的粒徑不斷增大，分散性好，而且當溫度達到一定高度時其表面將修飾一層生物分子。另外，我們還探討了磁攪拌速度和氨水的濃度對粒子粒徑的影響。實驗結(jié)果表明：制備具有良好分散納米粒子的攪拌速度至少在2500rmin；隨著氨水濃度的增加，磁性粒子的有效粒徑先迅速增大，后逐漸減小。這可能是由于銨離子中的氮元素有孤對電子，進入Fe3空軌道，使得銨離子吸附在Fe3O4磁性粒子表面，起到分散劑的作用。該實驗為其他類似納米材料的制備提供了一種

3、簡單可行的方法。2.首先制備分散性良好、超順磁性納米Fe3O4，在調(diào)節(jié)pH值為4.5時，AuCl4吸附在帶正電荷的Fe3O4的表面，通過抗壞血酸的還原作用原位還原Au3得到Fe3O4@Au核殼結(jié)構(gòu)，再通過巰基與金的強結(jié)合能力使得該核殼納米材料的表面修飾一層生物有機小分子半胱氨酸。結(jié)果表明：金層厚度大約10nm，通過Fe(2p32)峰從708.2eV移動到711.2eV，說明金與Fe3O4之間有著強烈的靜電作用。當修飾了L半胱氨酸后，金表

4、面折光率發(fā)生了改變使得其等離子共振峰發(fā)生了藍移。得到的L半胱氨酸Au@Fe3O4具有很好的水溶性和生物相容性，因此在生物醫(yī)學(xué)、分析、催化等領(lǐng)域?qū)⒂袧撛诘膽?yīng)用價值。3.以粒徑約為15nm的Fe3O4納米粒子為內(nèi)核，采用靜電作用制備Fe3O4@TiO2核殼結(jié)構(gòu)，核的厚度大約10nm。通過氮氣保護高溫煅燒的方法，成功制備了銳鈦礦性Fe3O4@TiO2核殼納米粒子。最終得到的產(chǎn)物粒徑分布均勻，具有良好的分散性。結(jié)果表明，以這種磁性納米核殼微粒作