单分散磁性Fe3O4纳米粒子的研究进展

具有良好的化学稳定性、生物相容性、磁响应性的单分散磁性Fe₃O₄纳米粒子,在药学、催化化学、医学和光电磁记录材料等方面都有很大的使用前景;而具有自组装光子晶体现象的Fe₃O₄磁性纳米粒子在包装、印刷、防伪等领域的应用中更展现出巨大的潜力。本文在对单分散磁性Fe₃O₄纳米粒子的制备方法进行了总结回顾,并对单分散磁性Fe₃O₄纳米粒子的光学应用领域做了简略的介绍,并对单分散磁性Fe₃O₄纳米粒子的发展趋向进行了展望,并总结分析现阶段大多数Fe₃O₄纳米粒子的合成方法在非极性溶液中分散性差,使其在实际应用中受到很大的限制,未来Fe₃O₄纳米粒子表面进行修饰将成为该领域的研究热点之一。     

纳米Fe3O4改性水性丙烯酸酯磁性压敏胶的制备与性能表征

利用硅烷偶联剂KH570对纳米Fe₃O₄进行修饰,得到了表面含有双键的改性Fe₃O₄。将纯纳米Fe₃O₄及修饰后的纳米Fe₃O₄分别和丙烯酸酯单体混合,采用原位聚合法制备一系列丙烯酸酯压敏胶(PSA)。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)以及振动样品磁强计(VSM)对纳米Fe₃O₄和PSA进行表征。结果表明:加入纳米Fe₃O₄后成功制备了具有良好磁性能的水性丙烯酸酯PSA,且PSA的磁性能随纳米Fe₃O₄含量的增大而增强,纳米Fe₃O₄加入量为4%(质量分数)时,PSA的粘接性能最佳;纳米Fe₃O₄的加入能显著改善PSA的热稳定性,提高PSA的粘接性能;相对于纯纳米Fe₃O₄,经表面修饰后的Fe₃O₄对热稳定性的改善效果更好,与丙烯酸酯聚合物的相容性更好,在压敏胶中分布更均匀而不团聚,但饱和磁强度稍有减弱。     

Fe3O4磁性纳米复合材料的制备及载药性能

利用聚乙二醇水溶性高及良好的生物相容性等特性对Fe₃O₄磁性纳米粒子进行表面改性,从而改善Fe₃O₄易于团聚的缺陷。通过一步法制备具有核壳结构的聚乙二醇/Fe₃O₄磁性纳米复合材料,使用FTIR、XRD、TEM和VSM对复合纳米材料的结构、形貌和性能进行了表征。采用超声法合成了阿霉素聚乙二醇修饰的Fe₃O₄磁性纳米包合物,用光度法对磁性纳米复合物的包封率进行了系统的分析,平均包封率为54.83%,并通过四唑盐(MTT)比色法证明了包合物对K150细胞有明显的抑制作用。研究结果表明:合成的磁性纳米复合材料拥有良好的形貌和载药性能,可作为一种新型的药物载体以达到靶向运输的效果,从而提高药物的生物利用度。     

Preparation of magnetic Fe3O4 nano-particles modified with oleic acid at low-temperature and washed with distilled water

通过对油酸改性四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性纳米粒子的制备工艺的改进研究,成功制备了分散性好、磁响应性强的平均粒径在18 nm的改性Fe₃O₄磁性纳米粒子,并通过X射线衍射、红外光谱、透射电镜等对制备的磁性纳米粒子进行了表征。结果表明：当采用60 ℃的反应温度进行改性处理,以蒸馏水进行洗涤时,得到的油酸改性Fe₃O₄磁性纳米粒子的分散性最好、磁响应性最强。     

磁性颗粒负载磺酸功能化离子液体催化纤维素水解的研究

采用化学修饰法将磺酸功能化离子液体[SO₃H-（CH₂）₃-HIM][HSO₄]负载在磁性纳米颗粒Fe₃O₄表面,制备了一种磁性颗粒负载磺酸催化剂Fe₃O₄@SiO₂-IL,并将Fe₃O₄@SiO₂-IL用于催化纤维素水解反应。采用FT-IR和TEM对催化剂进行了表征,并考察了反应温度、反应时间、催化剂用量和水用量对纤维素水解还原糖产率的影响。Fe₃O₄@SiO₂-IL样品在FT-IR光谱中的—SO₃H吸收峰和咪唑环的峰,说明离子液体被成功地负载到Fe₃O₄@SiO₂表面;TEM分析显示,Fe₃O₄磁核的颗粒大小约为250 nm,经过包裹和离子液体修饰的磁性颗粒表面并无明显变化。当纤维素用量为0.1 g,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）的用量为2.0 g,磁性催化剂用量为0.2 g,水用量为0.2 g,反应温度100 ℃,反应时间40 min时,纤维素水解还原糖产率可达52.5 %,并且磁性催化剂具有较好的磁性分离性能和重复使用性能,重复使用5次后,纤维素水解还原糖产率并无明显降低。     

PAM汲取液制备及FO浓缩模拟城市污水可行性

通过共沉淀法制备了超顺磁性纳米颗粒，并利用聚丙烯酰胺对其改性，制备了新型正渗透汲取液Fe₃O₄@PAM，探究其正渗透浓缩模拟城市污水的可行性。通过SEM、FTIR、XRD和VSM等技术对改性前后的磁性纳米颗粒形貌结构进行表征，表明PAM可很好地负载在Fe₃O₄表面。PAM、MNPs和Fe₃O₄@PAM汲取液在相同FO运行条件下，Fe₃O₄@PAM汲取液的水通量最大，为5.1 L/(m²·h);AM(PAM的前聚体)/MNPs在质量比分别为3、2.5、2、1.5时制备改性磁纳米颗粒，质量比为3制备的20 g/L的Fe₃O₄@PAM水通量最大，为7.7 L/(m²·h)；当Fe₃O₄@PAM(3∶1)的浓度从10 g/L增加至70 g/L时，水通量从4.3 L/(m²     

磁性纳米钌催化剂制备及其催化甲苯氢化反应性能

采用共沉淀法制备Fe₃O₄粒子,用SiO₂对Fe₃O₄纳米粒子进行表面包覆,用改性聚乙烯吡咯烷酮对所得磁性粒子进行表面修饰,制备磁性纳米粒子负载钌催化剂Ru/PVP-DB-171/SiO₂/Fe₃O₄。红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析表明,所得粒子结构是面心尖晶石结构,Fe₃O₄为核,无定形SiO₂为壳,纳米钌吸附在磁性载体表面。该粒子具有高分散性,可用磁分离实现固液分离。以甲苯液相催化加氢反应为模型,评价磁性负载钌催化剂的催化性能,计算出甲苯氢化的活化能为16.6 kJ·mol^-1,在433 K和4.0 MPa条件下,反应转换数达30 262 mol·(mol-Ru）^-1,Ru催化剂可循环使用8次,添加助剂的种类和数量影响催化剂活性。     

不同尺寸的超顺磁氧化铁纳米颗粒实验

介绍了超顺磁氧化铁纳米颗粒的制备方法，分析了高温热分解法的原理与应用，基于高温热分解法设计了不同尺寸的超顺磁氧化铁纳米颗粒的制备实验。分别以二苯醚和十八烯为溶剂制得了5 nm和16 nm的Fe₃O₄纳米颗粒；同时改变油酸的剂量，制备了不同尺寸的纳米颗粒。并采用透射电子显微镜、X射线衍射仪和振动样品磁强计等仪器对制备所得Fe₃O₄纳米颗粒进行粒径、形貌、磁学性能的表征。基于高温热分解法制备的Fe₃O₄纳米颗粒形貌规整，粒径均一，晶体质量较高，磁性优良。     

全氟聚醚基磁性流体的制备及性能分析

本文利用热分解法制备了一种小尺寸、高结晶、单分散Fe₃O₄纳米颗粒，在其表面进行功能化后通过相转移方法分散到全氟聚醚中，制备了不同固液比值的全氟聚醚磁性流体。利用XRD、TEM和振动样品磁强计对Fe₃O₄纳米颗粒进行了表征，对不同固液比值磁性流体的黏度、比重、饱和磁化强度等性能进行对比测试分析，发现随着固液比值的增大，上述值均相应变大，当固液比为0.6时达到最大值，且有很好的稳定性。该磁性流体可应用于活性气体动密封等领域中。     

磁性光催化剂Fe3O4/SiO2/TiO2的制备及光催化降解苯酚

采用撞击流-旋转填料床辅助沉淀法连续制备Fe₃O₄磁性纳米颗粒,然后采用溶胶-凝胶法制备了具有磁性核壳结构Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂颗粒,通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、热重分析仪（TGA）、振动样品磁强计（VSM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis）等对材料的微观结构、形貌及性能进行了表征。考察了正硅酸乙酯添加量、铁钛比对Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂磁性催化剂催化性能的影响。结果表明：制得的Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂结晶度好,磁响应性高。当正硅酸乙酯添加量为20mL、铁钛比为1∶8时,制备的Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂纳米光催化剂表现出较高的光催化活性和磁性能,紫外光照射2h后,苯酚水溶液降解效率高达86.7%。     

生物大分子介导仿生矿化制备磁性纳米粒子的研究进展

相比其他纳米材料,磁铁矿（Fe₃O₄）纳米粒子由于具有磁响应性而被广泛应用于酶固定化、定向给药及核酸提取等方面。不同大小和形状的磁铁矿纳米颗粒可用于不同的领域,如晶体尺寸越小的Fe₃O₄对人体副作用越小,有望用于疾病高效、靶向治疗。近年来,控制Fe₃O₄纳米粒子大小和形貌的新方法研究逐步成为热点。因此,本文回顾了传统的共沉淀制备磁性纳米颗粒的方法,这些方法需要使用有机溶剂或高温等条件控制,介绍了这些方法存在的环境污染和安全性问题。在此基础上,本文深入介绍了近年来出现的一种受自然界生物矿化启发的生物大分子介导的仿生矿化制备磁性纳米粒子的新趋势,综述了生物大分子蛋白质（或多肽）介导的仿生矿化的最新研究进展,阐释了该方法在磁铁矿（Fe₃O₄）纳米粒子的大小和形貌控制方面的优缺点,并对其应用前景及面临的挑战进行了展望。     

Fabrication of Poly（y-glutamic acid）-coated Fe3O4 Magnetic Nanoparticles and Their Application in Heavy Metal Removal

In this study, poly（y-glutamic acid）-coated Fe3O4 magnetic nanoparticles （y-PGA/Fe304 MNPs） were successfully fabricated using the co-precipitation method. Fe3O4 MNPs were also prepared for comparison. The av erage size and specific surface area results reveal that 7-PGA/Fe304 MNPs （52.4 nm, 88.41 m2.g-1） have smaller particle size and larger specific surface area_ than Fe3O4 MNPs （62.0 nm, 76.83 mLg-1）. The y-PGA/Fe3O4 MNPs     

Preparation and sedimentation behavior of conductive polymeric nanoparticles

A facile route to prepare Fe₃O₄/polypyrrole (PPY) core-shell magnetic nanoparticles was developed. Fe₃O₄ nanoparticles were first prepared by a chemical co-precipitation method, and then Fe₃O₄/PPY core-shell magnetic composite nanoparticles were prepared by in-situ polymerization of pyrrole in the presence of Fe₃O₄ nanoparticles. The obtained nanoparticles were characterized by scanning electronic microscopy (SEM), transmission electronic microscopy (TEM) and laser particle size analyzer. The images indicate that the size of Fe₃O₄ particles is about 10 nanometers, and the particles are completely covered by PPY. The Fe₃O₄/PPY core-shell magnetic composite nanoparticles are about 100 nanometers and there are several Fe₃O₄ particles in one composite nanoparticle. The yield of the composite nanoparticles was about 50%. The sedimentation behavior of Fe₃O₄/PPY core-shell magnetic nanoparticles in electrolyte and soluble polymer solutions was characterized. The experimental results indicate that the sedimentation of particles can be controlled by adjusting electrolyte concentration, solvable polymers and by applying a foreign field. This result is useful in preparing gradient materials and improving the stability of suspensions.     

多巴胺包埋磁性SiO2固定化漆酶催化去除4-氯酚

以磁性纳米颗粒为载体,通过多巴胺(dopamine,DA)聚合原位包埋制备了磁性SiO₂固定化漆酶(Fe₃O₄@SiO₂-PDA-Lac)。结果显示纳米颗粒尺寸均匀,并且保持较高的饱和磁性。通过最优条件制备出的固定化漆酶在50℃放置6 h后,活性保持在63%,而游离酶仅保留18%。将固定化酶用于催化降解4-氯酚(4-CP),探究了溶液pH、漆酶浓度和ABTS[2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸铵)]对4-CP去除率的影响。固定化漆酶在反应最适pH时,4-CP去除率为84.3%,而游离酶仅为65.7%。当漆酶浓度为1.2 U·ml^-1时,反应8 h后,4-CP去除率可达95%,而游离酶的4-CP去除率仅82%。ABTS可促进固定化漆酶降解4-CP,当体系中加入50 μmol·L^-1 的ABTS,反应10 min后,固定化酶对4-CP去除率可达99%。固定化漆酶在重复使用10次后,4-CP去除率仍可达67%。     

功能性Fe3O4@SiO2核-壳纳米复合材料应用研究进展

Fe_3O_4@SiO_2是一种研究非常广泛的核壳纳米复合材料,为了拓展其应用范围,常采用化学键合、浸渍、沉积沉淀等方法对其表面进行修饰制备功能性Fe_3O_4@SiO_2。综述功能性Fe_3O_4@SiO_2核-壳纳米复合材料在药物缓释、催化、吸附、以及传感等相关应用领域中的最新研究进展。     

Pd/Fe3O4 supported on bio-waste derived cellulosic-carbon as a nanocatalyst for C–C coupling and electrocatalytic application

The current work describes the synthesis of a new bio-waste derived cellulosic-carbon supported-palladium nanoparticles enriched magnetic nanocatalyst (Pd/Fe₃O₄@C) using a simple multi-step process under aerobic conditions. Under mild reaction conditions, the Pd/Fe₃O₄@C magnetic nanocatalyst demonstrated excellent catalytic activity in the Hiyama cross-coupling reaction for a variety of substrates. Also, the Pd/Fe₃O₄@C magnetic nanocatalyst exhibited excellent catalytic activity up to five recycles without significant catalytic activity loss in the Hiyama cross-coupling reaction. Also, we explored the use of Pd/Fe₃O₄@C magnetic nanocatalyst as an electrocatalyst for hydrogen evolution reaction. Interestingly, the Pd/Fe₃O₄@C magnetic nanocatalyst exhibited better electrochemical activity compared to bare carbon and magnetite (Fe₃O₄ nanoparticles) with an overpotential of 293 mV at a current density of 10 mA·cm^–2.     

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。     

等离子体辅助快速合成磁性Fe3O4/NaA复合材料及其CO2吸附性能

吸附法是捕集分离CO₂等温室气体的重要方法,磁性复合材料能实现气固相快速分离而备受关注。本文利用介质阻挡放电等离子体处理方法,分别对磁性Fe₃O₄和分子筛前体进行处理,再通过水热法快速制备了Fe₃O₄/NaA复合材料。利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和元素扫描等技术进行了表征,并考察了复合材料中Fe₃O₄/NaA含量比对CO₂吸附性能和磁性能的影响。结果显示,当Fe₃O₄的质量分数为23.2％时,Fe₃O₄/NaA复合材料既具有优异CO₂吸附能力（2.10mmol/g）,又具有较好的磁性（25.92emu/g）,同时CO₂吸附-脱附循环稳定性高,是一种新型磁性CO₂吸附剂。在采用流化床吸附捕集CO₂技术中,有望实现气固高效磁分离。