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(duì)材料的性質(zhì)進(jìn)行了研究，并對(duì)產(chǎn)物的形成機(jī)理進(jìn)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?dú)獗Ｗo(hù)、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(shí)驗(yàn)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(dāng)溫度達(dá)到一定高度時(shí)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(duì)粒子粒徑的影響。實(shí)驗(yàn)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(duì)電子，進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí)，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(qiáng)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(jī)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(dòng)到711.2eV，說明金與Fe3O4之間有著強(qiáng)烈的靜電作用。當(dāng)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(lán)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(jià)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?dú)獗Ｗo(hù)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