单分散Fe3O4纳米颗粒的表面改性及异质包覆研究

摘要

单分散Fe3O4纳米颗粒因为具备特殊的化学、物理性质，在生物、医药等诸多领域的有着广阔的应用，从而受到科研工作者的密切关注。本论文通过高温热解法，利用高沸点的有机溶剂十八烯，以及偶联剂油酸、油胺，高温分解有机铁盐（乙酰丙酮铁）制备出了表面被油酸包裹的形貌均一、尺寸均匀的单分散Fe3O4纳米颗粒。由于油酸包覆的Fe3O4纳米颗粒极具有疏水性，不能在极性溶剂中均匀稳定分散，因此限制了Fe3O4纳米颗粒在生物、医药等方面如靶向药物、生物标记的应用。本论文针对这一科学难点，选用合适的改性剂，在两性溶液中，取代单分散Fe3O4纳米颗粒表面的疏水性基团。具体地，利用聚丙烯酸在室温条件下分别溶于二甲基甲酰胺和四氢呋喃溶剂中，与油酸包覆的Fe3O4纳米颗粒一起超声处理，得到表面油酸被聚丙烯酸取代后的亲水性的Fe3O4纳米颗粒，且改性前后，Fe3O4纳米颗粒的顺磁性无明显变化。
　　改性后的Fe3O4纳米颗粒在极性溶剂如水或乙醇中的分散状态对氧化硅的包覆来说并不理想。为使改性后的颗粒呈单分散性并保持长时间的稳定性，在实验中我们采用了柠檬酸三钠作为分散剂和表面活性剂，对改性后的Fe3O4纳米颗粒进行超声处理。本实验中，我们选择SiO2和ZnS作为异质包覆体，成功制得了Fe3O4@SiO2和Fe3O4@ZnS核/壳结构纳米复合颗粒，并通过调整正硅酸乙酯、醋酸锌以及硫代乙酰胺的量来控制壳层结构的厚度及复合纳米颗粒的分散性。对Fe3O4/SiO2和Fe3O4/ZnS核/壳结构纳米复合颗粒的磁性研究发现，随着壳层厚度的增加，颗粒的饱和磁化强度减小，矫顽力基本不变。

目录

声明

第一章 绪论

1.1磁性纳米材料

1.2 磁性纳米材料的应用前景

1.3磁性Fe3O4纳米颗粒的制备方法

1.4核/壳结构纳米材料

1.5 本论文的研究内容及创新性

第二章 单分散Fe3O4纳米颗粒的合成及表面改性

2.1前言

2.2实验部分

2.3实验结果与讨论

2.4本章小结

第三章 Fe3O4@SiO2核壳纳米颗粒的合成与性能研究

3.1前言

3.2实验部分

3.3实验结果与讨论

3.4本章小结

第四章 Fe3O4@ZnS核壳结构纳米颗粒的合成与性能研究

4.1前言

4.2实验部分

4.3实验结果与讨论

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢