两种磁性纳米颗粒(Fe_3O_4、Fe_3O_4@柠檬酸)的制备及其在DNA提取分离中的应用

采用溶剂热法制备表面修饰柠檬酸的磁性Fe_3O_4纳米粒子和磁性Fe_3O_4纳米粒子,并对其粒径大小、晶体结构和磁性能进行表征,并考察其用于DNA提取分离的效果。结果表明,两产物均为立方晶系的Fe_3O_4纳米颗粒。磁性Fe_3O_4纳米粒子和表面修饰柠檬酸的磁性Fe_3O_4纳米粒子的平均粒径为411.1nm和586.3nm。当全血体积200μL、磁性纳米粒子用量2.0mg时,提取的DNA浓度最高分别为270.6ng/μL(Fe_3O_4)和466.4ng/μL(Fe_3O_4@柠檬酸)。     

纳米纤维素/Fe3O4纳米球的原位合成及其电化学性能

利用实验室自制茶梗纳米纤维素原位合成纳米纤维素(CNC)/四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米球,并对其粒径大小、结晶性质、磁性性能和电化学性能进行分析表征。结果表明,通过原位合成法所制得CNC/Fe_3O_4纳米球,粒子间分散性良好,直径约为10～30 nm;CNC/Fe_3O_4纳米球具有磁化强度34.9 A·m~2/kg的磁特性;CNC/Fe_3O_4纳米球表现出良好的电化学性能,CNC/Fe_3O_4电极的比电容主要是Fe_3O_4产生的赝电容,在电流密度0.03 A/g时,比容量可达30.14 F/g,在0.04 A/g电流密度下,经过500次充放电后容量保持率为78.76%。CNC/Fe_3O_4电极中离子的扩散为Warburg机理。     

Fe3O4@SiO2核壳磁性纳米材料的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附研究

首先通过溶剂热法制备了磁性Fe_3O_4纳米粒子,随后采用SiO_2对其进行包覆形成了Fe_3O_4@SiO_2核壳磁性纳米材料。通过XRD、SEM、TEM、磁性能分析和吸附性能分析等对Fe_3O_4@SiO_2核壳磁性纳米材料进行了表征。结果表明,合成的Fe_3O_4@SiO_2核壳磁性纳米材料具有Fe_3O_4和SiO_2两种晶型结构,SiO_2成功包覆在磁性Fe_3O_4纳米粒子上,SiO_2并没有对各组织的结构和成分产生较大影响;Fe_3O_4@SiO_2核壳磁性纳米材料的粒径在200～400 nm左右,且呈核壳式的结构,内层Fe_3O_4纳米粒子的颜色较深,外层SiO_2的颜色较浅;Fe_3O_4@SiO_2核壳磁性纳米材料在室温下的饱和磁化强度为76.31 A·m~2/kg,剩余磁化强度几乎为0;Fe_3O_4@SiO_2核壳磁性纳米材料对Cu(Ⅱ)的吸附在1 500 min时达到饱和,去除率最高为63%,最大吸附容量可达120 mg/g,其对Cu(Ⅱ)具有较好的吸附效果。     

磁性纳米四氧化三铁在生物医学中的应用

近年来,由于磁性纳米粒子在实际应用中发挥越来越重要的作用,有关磁性纳米粒子的应用受到科学界广泛关注,特别是生物医学领域。由于磁性纳米Fe_3O_4粒子制作简单且晶体对细胞无毒,在生物医药领域大量应用,磁性纳米Fe_3O_4粒子主要通过表面包覆成为免疫磁性微球进行使用。简述了磁性纳米Fe_3O_4粒子的制备方法,重点综述了近些年磁性纳米Fe_3O_4粒子在生物医学上的应用,包括磁共振成像技术、磁分离技术、靶向药物载体技术、肿瘤热疗技术、造影剂技术,并且阐述了磁性纳米Fe_3O_4粒子的发展前景。     

Fe3O4 包覆聚苯乙烯磁性微球的制备及性能

为研究一种应用于磁稳定流化床反应器的新型高分子磁性微球的制备方法及性能,采用悬浮聚合法制备了Fe_3O_4纳米粒子包覆聚苯乙烯磁性微球,研究了搅拌速率、加入磁性Fe_3O_4纳米粒子的时间等因素对复合微球粒径及性能的影响,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、热重(TGA)等测试手段,表征了磁性聚苯乙烯微球的形貌特征、结构、粒径、磁学性能及Fe_3O_4的包覆量.实验结果表明:在搅拌转速为600 r/min,80℃保温10 min加入修饰Fe_3O_4纳米粒子,制备所得的磁性聚苯乙烯微球为粒径分布均匀的球状微粒;Fe_3O_4的包覆量达到5%,最高饱和磁化强度为3.73 emu/g,具有较好的超顺磁性,可应用于磁稳定流化床反应器.     

磁热双重响应纳米Fe_3O_4/环氧树脂复合材料的形状记忆性能

以形状记忆环氧树脂EP5-60%为基体,掺杂改性磁性Fe_3O_4纳米粒子,制备了一系列磁和热双重响应纳米Fe_3O_4/环氧树脂形状记忆复合材料。红外测试表明,KH550成功改性了磁性Fe_3O_4纳米粒子,DSC测试确定热响应回复温度为80℃。当改性磁性Fe_3O_4纳米粒子质量分数为7%时,Fe_3O_4-7%/EP5-60%复合材料力学性能最佳,拉伸强度为29 MPa、断裂伸长率为37.3%。弯曲回复测试Fe_3O_4-7%/EP5-60%热响应形状记忆性能,其热响应形状记忆固定率(R_f)为99%,回复率(R_r)为97.9%。录像法记录Fe_3O_4-7%/EP5-60%磁响应形状回复过程时,25 min内能回复形变,磁响应回复率为93.3%。以上结果表明,利用Fe_3O_4纳米粒子的磁性,通过改性并控制好掺杂含量,可以制备性能较好的磁和热双重响应的纳米Fe_3O_4/环氧树脂形状记忆复合材料。     

磁性荧光双功能纳米材料Fe_3O_4/CS@CQDs的制备与表征

以化学共沉淀法制备出Fe_3O_4磁性纳米粒子,通过壳聚糖(CS)修饰制备得Fe_3O_4/CS磁性微球,再将Fe_3O_4/CS磁性微球与表面富含羧基的碳量子点(CQDs)连接,合成了以碳量子点为荧光材料的磁性荧光双功能纳米微球Fe_3O_4/CS@CQDs。经过红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、振动样品磁强计(VSM)、荧光显微镜及透射电子显微镜(TEM)对该纳米材料表征。结果表明:双功能纳米微球Fe_3O_4/CS@CQDs饱和磁化强度达到13.66emu/g,分散性良好,粒径约为45nm,具有良好的荧光性能及磁响应性,有望取代以半导体量子点作为荧光材料的磁性复合材料,在生物医学等方面得到广泛应用。     

反向共沉淀法制备纳米Fe_3O_4及其粒径控制

针对Fe_3O_4尺寸均匀性及粒径可控性难题,采用反向共沉淀法制备了磁性纳米Fe_3O_4.应用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和振动式样品磁强计（VSM）对合成的磁性纳米Fe_3O_4的形貌、结构、粒径及磁性能进行了表征。结果表明：反向共沉淀法合成的样品近似球形,物相分析为尖晶石结构的Fe_3P_4;...     

Au/Fe3O4磁性纳米粒子的合成及表征

报道了一种合成具有巯基官能团修饰的Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子的新方法。采用共沉淀法制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒,并在此基础上用聚(烯丙胺)溶液还原HAuCl4,制得Au/Fe_3O_4磁性核壳纳米颗粒,再用3-巯基-1-丙磺酸钠修饰Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子,最后得到具有巯基官能团稳定的Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)分别对产物的微观结构及磁性特征进行表征。     

Fe3O4@C核壳结构纳米粒子结构特性表征及应用

目的采用一步法合成Fe_3O_4@C纳米粒子,分析其核壳结构的形成机理,并研究该纳米材料在磁性防伪油墨方面的应用。方法以FeCl_3·6H_2O为铁源,乙二醇为溶剂,葡萄糖为碳源,尿素为碱源,制备具有核壳结构的Fe_3O_4@C纳米粒子,分别采用X射线衍射、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜、红外光谱仪和激光拉曼光谱等对其表面形貌和结构进行表征,并对所制备磁性油墨的粘度、抗摩擦性、细度和磁性进行测定。结果所制备的Fe_3O_4@C纳米材料是以平均粒径18 nm的Fe_3O_4为核,厚度为2 nm的无定形碳为壳层的单分散球形纳米粒子,葡萄糖是核壳结构形成的关键;该材料在室温下具有典型的软磁特性,饱和磁化强度为71.2 A·m~(-2)/kg,矫顽力为10 984.8 A/m,所制磁性油墨的墨层耐磨性参数为81%,印记有磁性,粘度为95 Pa·s,各项性能均符合磁性防伪油墨的要求。     

CO_2开关型乳化剂的磁化改性及其破乳性能

为解决天然壳聚糖(CTS)作为CO_2开关型乳化剂时响应破乳不完全的问题,对CTS进行磁性Fe_3O_4纳米粒子的接枝改性;采用红外光谱和扫描电子显微镜对接枝改性产物进行表征,并测试其CO_2响应性、乳化性能及破乳效果。结果表明:磁性Fe_3O_4纳米粒子成功接入CTS,并在水中形成CTS包覆磁性Fe3O4纳米粒子的聚集体颗粒;Fe_3O_4纳米粒子的接入并不会影响壳聚糖的CO_2响应性和乳化性能;磁化改性CTS制备的乳液在CO_2作用下,不能完全破乳的情况可在磁性协同作用下发生改善,达到完全的破乳分层。     

N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚包覆四氧化三铁温敏磁性吸水树脂的制备与表征

通过N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚包覆四氧化三铁颗粒制备了温敏磁性吸水树脂。首先采用共沉淀法制备了磁性Fe_3O_4纳米粒子,接着将Fe_3O_4纳米粒子、N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸钠通过水溶液自由基共聚法制备成温敏磁性吸水树脂。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对所得样品进行了表征测试。通过温度敏感性、溶胀性能和退胀性能的研究发现,温敏磁性吸水树脂的临界溶解温度(LCST)为50℃左右,溶胀吸水倍率为116.74g/g,70℃下30 min能退去质量分数约为77.90%的水分,表现出了良好的吸水性和温敏性。充分溶胀的温敏磁性吸水树脂经过超声30min后Fe_3O_4含量小幅降低,表明其磁性相对稳定。     

正渗透膜对印染废水中铬的处理特性

利用水通道蛋白正渗透(FO)膜对含铬模拟废水和印染废水进行处理,分别研究了汲取液浓度和原料液pH对FO膜的水通量、盐返混通量及重金属铬截留效果的影响.结果表明,汲取液浓度对通量影响显著,处理模拟废水时,当氯化钠浓度从0.5 mol/L增加到2.0 mol/L时,膜的水通量从9.7 L/(m~2·h)增加到16.9 L/(m~2·h),盐返混通量从4.35 g/(m~2·h)增加到7.65 g/(m~2·h).而在处理印染实际废水的时候,膜的水通量从6.5 L/(m~2·h)增加到13.3 L/(m~2·h),截留率随汲取液浓度的增加而减小;另外随原料液pH的不断提高,对重金属铬的截留率也不断提高,在模拟废水的pH从3.0增加到11.0的过程中,对铬的截留率从98.8%增加到了99.7%,而对印染实际废水的处理中铬的截留率均高于99.5%,此外随着氯化钠浓度的提高,铬的截留率有所下降.这些数据可为FO应用于印染废水和重金属处理提供一定的参考.     

Fe_3O_4包覆碳纳米管磁流体制备及其在磁场中热导率的研究

制备了Fe_3O_4包覆碳纳米管(Fe_3O_4-CNT)水基磁性纳米流体,采用透射电子显微镜(TEM)表征其分散性,静置观察其稳定性,并对磁场中Fe_3O_4-CNT磁性纳米流体的热导率进行了研究。结果表明,Fe_3O_4-CNT磁性纳米流体能在较高磁场强度的磁场中稳定存在;随着磁场强度的增加,Fe_3O_4-CNT纳米颗粒成链和CNT定向对Fe_3O_4-CNT磁性纳米流体热导率增加先后起主导作用;由于碳纳米管的各向异性,在一定磁场方向下,Fe_3O_4-CNT形成的导热网链使磁性纳米流体热导率显著增加;Fe_3O_4包覆在碳纳米管上由于碳纳米管具有较大的长径比,能够有效的降低Fe_3O_4-CNT在磁场中链的长度以及成链速度,进一步提高了基液的热导率。     

基于纳米酶制备技术及用于四环素类抗生素的快速分析

本文系基于Fe_3O_4磁性纳米粒子建立一种新颖的生物传感器显色法用于高灵敏检测四环素(TCs)。实验显示四环素具有强烈的和Fe_3O_4络合的倾向从而抑制Fe_3O_4 MNPs-H_2O_2-TMB显色体系。利用水热法合成Fe_3O_4纳米酶,通过FT-IR、XRD、SEM、TEM等手段对Fe_3O_4纳米酶进行表征,并将该材料用于四环素类抗生素的快速检测。同时本文还优化了各种参数。在最佳条件下,方法定量限为0.035-0.043μg,回收率为90.9%～95.6%。     

Fe3O4/SiO2/PS的制备及对有机染料分子的吸附性能

采用乳液聚合法在Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子表面引发苯乙烯单体聚合,制备了聚苯乙烯修饰的Fe_3O_4@SiO_2磁性复合微球(Fe_3O_4@SiO_2@PS),研究了其对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能。用透射电镜和扫描电镜对所制得样品进行了形貌表征。结果表明,复合材料中的Fe_3O_4粒径分布在150～220 nm范围内,粒径分布较均匀、分散性良好;用振动样品磁强计对样品的磁性能进行表征,Fe_3O_4@SiO_2@PS复合粒子具有超顺磁性和较好的磁响应性;采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了复合粒子的结构和组成,用紫外-可见分光光度计测定有机染料分子的浓度,从而计算吸附量。Fe_3O_4@SiO_2@PS复合粒子对甲基橙和亚甲基蓝具有良好的吸附性能,在2 h达到吸附平衡,MO和MB单位平衡吸附量分别为94.5 mg/g、167.8 mg/g;该磁性吸附剂吸附染料分子后,可以用乙醇进行解吸附,在保持原始最大吸附量的81%下,可重复使用4次。     

煅烧工艺对α-Fe_2O_3磁性纳米纤维形貌及性能的影响研究

结合静电纺丝和水热合成技术制备PVA/Fe_3O_4磁性纳米纤维,空气气氛中在不同煅烧温度下制备出一系列α-Fe_2O_3纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪和超导量子干涉仪对不同煅烧温度下制得的α-Fe_2O_3磁性纳米纤维进行形貌与性能表征。结果表明,PVA/Fe_3O_4复合磁性纳米纤维在600~800℃的煅烧温度区间内可获得稳定的α-Fe_2O_3磁性纳米纤维,纤维形貌从中空管状结构逐渐转变为沟槽状结构,纤维中的α-Fe_2O_3粒子具有不同的晶粒尺寸,结晶随温度升高而变好,且具有不同的磁性能。制备的α-Fe_2O_3磁性纳米纤维在水处理等方面具有潜在应用。     

基于Fe_3O_4的MOFs的制备及用于螺旋藻中多环芳烃的分析

本文利用水热法合成Fe_3O_4纳米粒子,并通过层层自组装的方法合成以Fe_3O_4为核、金属-有机骨架(metalorganic frameworks,MOFs)为壳的多功能核-壳磁性微球Fe_3O_4@HKUST。通过FT-IR、XRD、SEM、TEM等手段对Fe_3O_4@HKUST进行表征,并以该复合材料为MSPE的吸附剂用于螺旋藻中的PAHs的富集。同时本文还优化了吸附剂用量、萃取时间、洗脱剂种类以及洗脱时间,在最佳条件下,方法定量限为0.031-0.49μg/L,回收率为75.4%-97.9%。     

碳量子点磁性纳米复合材料的制备与表征

采用一步法在高压反应釜中合成了粒径均一、荧光性能优异的碳量子点(CQDs)。再以化学共沉淀法制备纳米Fe_3O_4粒子,通过聚多巴胺(PDA)修饰制备得Fe_3O_4/PDA。本实验首次以PDA为桥梁,将Fe_3O_4纳米颗粒与CQDs连接,合成了以CQDs为荧光材料的多功能复合微球Fe_3O_4/PDA@CQDs。经过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射、振动样品磁强计、透射电子显微镜及荧光分光光度计等对该纳米复合物表征。结果表明:CQDs粒径约10nm,连接后的复合纳米粒子粒径在40nm左右,分散性良好且兼具优异的磁响应性和荧光发光性能。该复合微球无毒且生物相容性高,可以取代半导体量子点磁性纳米复合材料并广泛应用于药物分离、可视化和靶向治疗等生命科学领域。     

Fe3O4@P(St-co-OBEG)核壳结构微球负载银/铂纳米粒子复合催化剂的构筑及催化性能

本工作采用无皂乳液法合成出具有核壳结构的四氧化三铁@聚(苯乙烯-co-十八醇马来酸聚乙二醇双酯)(Fe_3O_4@P(St-co-OBEG))磁性聚合物复合微球,并以此为载体制备Ag/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)和Pt/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)两种复合催化剂。借助透射电镜和动态光散射表征复合催化剂的形貌和尺寸,并通过紫外可见吸光光度法测试它们的催化性能。实验结果表明两种复合催化剂对硝基苯和4-硝基苯酚的硝基加氢还原反应均具有良好的催化性能。相比Ag/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG),Pt/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)催化活性更高,这可能与Pt/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)催化剂中Pt纳米粒子本身的高催化活性和在磁性聚合物载体上较大的比表面积有关,还有可能归因于Pt纳米粒子在Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)上的分布更均匀。