新型磁性吸附材料的合成及表征

水中重金属的脱除是污水处理中的重要内容。吸附法是一种除去水中重金属污染的简单高效的方法。磁性吸附剂具有成本低、无二次污染、吸附率高、便于分离和再生等特点,在污水处理上有着重要的应用前景。本文采用溶剂热法制备磁性Fe_3O_4纳米粒子,考察了外部条件对磁性Fe_3O_4纳米粒子生成的影响,确定了制备磁性Fe_3O_4纳米粒子的最佳条件。制备了Fe_3O_4@SiO_2复合微球,通过将壳聚糖键合到颗粒表面并接枝三乙烯四胺改性,得到氨基修饰的磁性Fe_3O_4纳米粒子。     

P(St-co-MAA)-Fe_3O_4@SiO_2 pH磁性微球的制备与性能研究

首先制备Fe_3O_4磁性纳米粒子,然后接上SiO_2层,最后通过共聚的方法制备磁性聚合物微球,并探索其对蛋白质的吸附关系。实验结果表明制备的Fe_3O_4与Fe_3O_4复合微球磁性均很强,而且复合微球对蛋白质的吸附能力很强。     

Fe_3O_4/P(St/ACPA)磁性高分子纳米球的制备与磁性能研究

采用化学共沉淀方法制备Fe_3O_4磁性粒子,并使用油酸和十一烯酸对其进行表面改性,然后采用一步细乳液聚合法制备含有羧基官能团的Fe_3O_4/P(St/ACPA)磁性高分子纳米球,对磁流体和磁性高分子纳米球进行性能表征。结果表明,改性的Fe_3O_4磁流体分散性好,粒径均一,在室温下呈超顺磁性,磁含量为68.5%(w),饱和磁化强度为51.3emu/g;Fe_3O_4/P(St/ACPA)磁性高分子纳米球成球性好,粒径为70 nm,磁含量为39%(w),饱和磁化强度为27.9 emu/g。     

沉积法制备Fe_3O_4/P(AA-DVB)磁性复合微球

通过静电吸附与机械力共同作用的沉积法制备得到了Fe3O4/P(AA-DVB)磁性复合微球。分别采用无皂乳液聚合和共沉淀法制备得到单分散的P(AA-DVB)胶体粒子及Fe3O4纳米粒子,在静电吸附和机械力作用下,将Fe3O4纳米粒子附着并嵌入P(AA-DVB)胶体粒子表面及内部,制备得到Fe3O4/P(AA-DVB)磁性复合微球。该方法的优势在于最终磁性复合微球的粒径及粒径分布可以由前驱体P(AA-DVB)胶体粒子调控。磁性复合微球表面和内部Fe3O4纳米粒子的分布及磁含量可以由机械力作用时间进行调节。所制备的Fe3O4/P(AA-DVB)磁性复合微球平均粒径为542 nm,磁含量范围在11%~33%内可调。     

磁性三聚氰胺脲醛树脂的合成及表征

采用聚乙二醇(PEG)将合成的Fe_3O_4纳米粒子进行包覆制备了亲水性磁流体(Fe_3O_4@PEG),采用共沉淀法将Fe_3O_4@PEG与三聚氰胺脲醛树脂(MUFRs)预聚物作用制得磁性三聚氰胺脲醛树脂,并利用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜等对磁性三聚氰胺脲醛树脂进行了表征。结果表明:合成的Fe_3O_4为纳米粒子;高分子包覆对Fe_3O_4的晶体结构和晶粒粒径没有明显影响;当Fe_3O_4@PEG与MUFRs的质量比为2∶1时,磁流体包覆完整,制得的磁性三聚氰胺脲醛树脂微球外观光滑,球形度好且粒径分布均匀。     

Fe_3O_4磁性纳米粒子及其生物医学应用研究进展

Fe_3O_4磁性纳米粒子因具有生物相容性、比表面积大、低毒性和高饱和磁化强度等优点,使其被广泛应用于生物医学领域。本文简单介绍了Fe_3O_4磁性纳米粒子的制备方法,包括共沉淀法、微乳液法、热分解法、水热法、溶胶-凝胶法、生物合成法等,并对共沉淀法、热分解法和水浴法3种常用制备方法的优缺点进行了比较;重点阐述了Fe_3O_4磁性纳米粒子的表面修饰,包括有机小分子修饰、有机高分子修饰和无机纳米材料修饰;重点论述了Fe_3O_4磁性纳米粒子在生物医学领域的应用研究,主要包括核磁共振成像、药物递送体系、蛋白质和核酸分离、血液净化以及肿瘤热疗等,充分显示了Fe_3O_4磁性纳米粒子在生物医学领域的应用价值;最后指出Fe_3O_4磁性纳米粒子今后的主要发展方向和亟待解决的问题。     

壳层厚度对硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子性质的影响

纯粹的磁性Fe_3O_4纳米粒子易发生不可逆的硬团聚且易被空气氧化或者被酸腐蚀而破坏,硅壳包覆可以保护Fe_3O_4不被酸蚀,但壳层太厚会影响其磁性。本文针对采用油包水的微乳液法将磁性Fe_3O_4纳米粒子的表面包覆上不同厚度的硅壳,制备出一系列不同壳层厚度的硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子,并设计实验测试其磁性和对酸稳定性。结果表明,所制备的不同厚度硅壳磁性纳米粒子在水中都具有良好的分散性,但随着壳层厚度的变化,其磁性和对酸的稳定性有所变化。综合比较,在正己醇、表面活性剂曲拉通(Triton X-100)和环己烷为1:1:4的体积比时加入Fe_3O_4含量为6.2%的磁流体所制备的硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子为最优。     

磁性Fe3O4@SiO2@N3多层纳米复合粒子的制备

采用部分还原法制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒(MNP),通过反相微乳液法在磁性Fe_3O_4纳米颗粒表面包覆SiO_2且其表面由叠氮(-N3)基团进行修饰,制备了一种新Fe_3O_4@SiO_2@N3复合材料。TEM和IR对材料形态结构及包覆情况的分析,显示SiO_2包覆在Fe_3O_4表面,形成尺寸约为50 nm,硅球结构清晰较为均匀,单分散性好的复合结构。其与3-叠氮丙基三乙氧基硅烷接枝叠氮基团,形成尺寸为70 nm左右的三层复合结构。该复合材料具有良好的分散性,可作为合成磁性纳米应用材料的中间体。     

细乳液聚合制备单分散性超顺磁性Fe_3O_4/聚苯乙烯复合微球

采用共沉淀聚合制备出单分散性的油酸改性的磁性纳米粒子,将制备的磁性纳米粒子加入到细乳液聚合的油相中,制备出单分散性超顺磁性的Fe_3O_4/聚苯乙烯复合微球。研究了不同乳化剂和引发剂条件下所制备的磁性复合微球的形貌,并采用透射电镜(TEM),热重分析(TGA)和振动样品磁强计(VSM)对Fe_3O_4/聚苯乙烯复合微球进行了表征,结果表明,不同的乳化剂条件下乳液具有不同的稳定性,而不同的引发剂下所制备的聚合物复合微球的形貌不同。其中采用阴离子型的十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,油溶性的偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备出的复合微球磁含量较高,可以达到19. 74%;振动样品磁强计的测试表明,所制备的磁性微球都具有超顺磁性,复合微球的饱和磁强度值可达到39. 8 emu/g。     

用于分离纯化组氨酸标签蛋白质的磁性复合纳米材料的制备

采用溶剂热法制备Fe_3O_4纳米粒子,通过MPS和聚丙烯酸修饰,使其表面羧基化,再与NTA-Ni⁽²⁺⁾螯合,制备Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni(2+)螯合,制备Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni⁽²⁺⁾磁性复合纳米粒子。利用透射电镜、激光粒度仪、红外光谱进行表征。结果表明,Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni(2+)磁性复合纳米粒子。利用透射电镜、激光粒度仪、红外光谱进行表征。结果表明,Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni⁽²⁺⁾磁性复合纳米粒子的形貌为球形,且较为分散,其平均水合粒径为440 nm,Zeta电位为-15.8 mV,红外光谱证实了其化学结构。对组氨酸标签蛋白的分离能力为15.6μg蛋白质/mg磁性材料,说明此金属螯合吸附剂对组氨酸标签蛋白的选择性吸附有一定的意义。     

柠檬酸钠改性的Fe3O4磁性纳米粒子的快速制备

以FeSO_4·7H_2O为单一铁源,浓氨水为沉淀剂,柠檬酸钠为表面改性剂利用简单回流法快速合成Fe_3O_4磁性纳米粒子。考察反应时间,反应温度及浓氨水加入方式对合成Fe_3O_4磁性纳米粒子的影响,并利用动态光散射仪、傅立叶红外射线光谱仪及透射扫描电镜等对合成的Fe_3O_4磁性纳米粒子进行表征。结果表明,以柠檬酸钠为表面改性剂,逐滴加入浓氨水,反应温度为(70～80)℃和反应时间为6 min时,获得的Fe_3O_4磁性纳米粒子在水中具有良好的分散性及磁响应性。Zeta电位和红外光谱同时表明,柠檬酸钠成功地吸附于Fe_3O_4磁性纳米粒子的表面(Fe_3O_4@SC),且Zeta电位值为-31.3 mV;透射扫描电镜显示获得的Fe_3O_4@SC磁性纳米粒子呈球状结构,粒径约为10 nm。     

表面改性的Fe_3O_4磁性纳米粒子在农兽药残留检测中的应用进展

Fe_3O_4磁性纳米粒子以其优异的载体功能、超顺磁性、宽频带吸收、表面易修饰、易于分离和良好的生物相容性等综合性能,成为制备磁性复合微球的首选磁性材料之一,在农兽药残留检测的各项技术中得到了广泛的应用。本文简要概述了磁性纳米粒子的制备方法、表面改性及其在农兽药残留检测中的研究进展。     

正交试验优化核壳型Fe3O4@SiO2磁性复合微球的制备工艺

采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了磁性Fe3O4纳米粒子及核壳型Fe3O4@SiO2复合微球,利用红外光谱(FTIR)技术测定了微球表面基团,证明了SiO2确实在Fe3O4纳米粒子的表面形成了包覆层。通过正交试验设计,利用激光粒度仪测量的微球粒径为指标,考察TEOS与磁性微球的体积比、反应温度、反应时间和乙醇浓度四因素对微球粒径的影响。结果表明TEOS与磁性微球的体积比为2、反应温度为80℃、反应时间为4 h,乙醇浓度为80%是制备大粒径Fe3O4@SiO2磁性复合微球的适宜条件。     

苝酰胺功能化磁性纳米材料的合成及其光/电性质

为了制备磁性荧光以及光电化学性能良好的多功能纳米粒子,采用微相乳液法,用二氧化硅(SiO_2)包裹Fe_3O_4磁性纳米粒子的同时,将苝酰胺与SiO_2表面的羟基反应,生成共价键连接的Fe_3O_4@SiO_2-(1a)和Fe_3O_4@SiO_2-(2a)纳米粒子,用红外光谱、XRD、SEM、UV-Vis吸收光谱、荧光光谱及ECL进行表征。结果表明,与化合物1a、2a相比,复合物Fe_3O_4@SiO_2-(1a/2a)的电子吸收和荧光光谱峰型相同,峰位置略有移动。在一定浓度范围内,Fe_3O_4@SiO_2-(2a)纳米粒子的ECL强度随浓度增大而降低,且其在50~100 s的区间内基本稳定。     

苝酰胺功能化磁性纳米材料的合成及其光/电性质

为了制备磁性荧光以及光电化学性能良好的多功能纳米粒子,采用微相乳液法,用二氧化硅(SiO_2)包裹Fe_3O_4磁性纳米粒子的同时,将苝酰胺与SiO_2表面的羟基反应,生成共价键连接的Fe_3O_4@SiO_2-(1a)和Fe_3O_4@SiO_2-(2a)纳米粒子,用红外光谱、XRD、SEM、UV-Vis吸收光谱、荧光光谱及ECL进行表征。结果表明,与化合物1a、2a相比,复合物Fe_3O_4@SiO_2-(1a/2a)的电子吸收和荧光光谱峰型相同,峰位置略有移动。在一定浓度范围内,Fe_3O_4@SiO_2-(2a)纳米粒子的ECL强度随浓度增大而降低,且其在50¹00 s的区间内基本稳定。     

沉淀聚合法制备壳聚糖磁性微球

要用共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子,并对其用油酸进行表面改性,继而采用沉淀聚合法制备壳聚糖磁性微球。考察了沉淀剂浓度、乳化剂种类、Fe3O4的改性等条件对制备微球的影响。应用扫描电镜、红外谱图、接触角仪、粒径分析仪及磁铁吸附对壳聚糖磁性微球的形态与特性进行了表征。研究结果表明,在适宜的沉淀剂浓度、复合乳化剂、Fe3O4经油酸改性等条件下,可以制得平均粒径为150nm、单分散性好且磁性明显的壳聚糖磁性微球。     

用于分离纯化组氨酸标签蛋白质的磁性复合纳米材料的制备

采用溶剂热法制备Fe_3O_4纳米粒子,通过MPS和聚丙烯酸修饰,使其表面羧基化,再与NTA-Ni~(2+)螯合,制备Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni~(2+)磁性复合纳米粒子。利用透射电镜、激光粒度仪、红外光谱进行表征。结果表明,Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni~(2+)磁性复合纳米粒子的形貌为球形,且较为分散,其平均水合粒径为440 nm,Zeta电位为-15.8 mV,红外光谱证实了其化学结构。对组氨酸标签蛋白的分离能力为15.6μg蛋白质/mg磁性材料,说明此金属螯合吸附剂对组氨酸标签蛋白的选择性吸附有一定的意义。     

磁性纳米介孔硅体系的设计制备

通过两种方法制备Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子,并对两种不同的方法进行对比。发现一步法合成的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子,操作简单,并且性能优异。利用透射电镜TEM对复合微粒的粒径和物相组成进行表征。利用磁滞回线对其进行磁性能评价。结果表明Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子粒径粒径25 nm左右,并且具有高饱和磁化率的超顺磁性能,其剩余饱和磁化率高达50 emu·g~(-1),分散稳定性好。     

油溶性Fe3O4磁性材料的制备及性能研究

本文用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备酚醛树脂修饰的纳米Fe_3O_4微球,并经高温炭化得到碳包覆的四氧化三铁,从而得到磁性复合纳米材料。将自制的磁性Fe_3O_4颗粒加入到间苯二酚、甲醛、醇水等形成的聚合物溶液中,经过水解、聚合形成溶胶,在搅拌的条件下,使酚醛树脂包覆到磁性Fe_3O_4颗粒表面,经磁倾析、干燥、烧结,得到磁性微球碳。利用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)等测试表征方法,对复合材料的结构和性能加以研究。     

Fe_3O_4/P(ST-AA)核—壳复合微球的制备和表征

本文以磁性氧化铁胶体粒子为种子,运用分散聚合法,制备出具有磁响应性Fe_3O_4/P(SI-AA)核—壳复合微球。考察了复合微球的形态及结构,测定了复合徽球的粒径和磁响应性,研究了分散介质,引发剂,聚合单体和种子粒子等因素对复合徽球形成的影响。适当调整有关反应条件,采用分散聚合法,可以使复合微球粒径达到23.0μm,磁性氧化铁含量达到9.0mg/s。