4-乙烯基苯甲酸在Fe3O4磁性纳米粒子上的分子自组装-温度和极性的影响研究

摘要

本文研究了Fe3O4磁性纳米颗粒的制备，并在二次蒸馏水体系中，以4-乙烯基苯甲酸为单体，在较低的聚合温度下(50℃)得到羧基功能化磁性纳米颗粒，并研究其制备的最佳条件。然后选择三种不同溶剂，研究聚合单体质量，溶剂极性对自组装过程以及聚合反应的影响。采用热失重分析(TGA)和电导滴定的表征手段，研究表面的羧基含量;并辅以透射电镜(TEM)探究其结构。最后将羧基功能化磁性纳米颗粒应用于牛血清白蛋白的吸附。
　　首先，采用共沉淀反应制备Fe3O4磁性纳米颗粒，加油酸改性，得到单层油酸包覆的Fe3O4磁性纳米颗粒(Fe3O4@OA)。之后将4-乙烯基苯甲酸作为两亲性的聚合单体，通过自组装，原位聚合反应，得到表面羧基化的磁性纳米颗粒(Fe3O4@OA-COOH)。
　　之后在二次蒸馏水介质中，对实验进行优化。通过TGA表征得到最优的实验条件为:自组装温度，原位聚合反应温度分别为30，50℃;自组装时间，原位聚合时间分别为2h，3h。
　　接着在此最佳实验条件下选择水，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，甲苯三种不同的溶剂，研究溶剂极性和聚合单体质量对聚合物包覆实验的影响。实验结果得出，当聚合单体质量＜30mg时，溶剂极性越大，Fe3O4@OA-COOH纳米颗粒上包覆的聚合物的量越大;当聚合单体质量＞30 mg时，Fe3O4@OA-COOH纳米颗粒上包覆聚合物的量与溶剂极性无关，都稳定在6.4％左右。TEM实验得出颗粒为表面单层包覆的核壳结构。之后用水介质下的TGA实验数据，对其进行Langmuir吸附拟合，得到很好的拟合曲线。
　　最后，在牛血清白蛋白(BSA)吸附应用中，得到Fe3O4@OA-COOH纳米颗粒在pH=5.0，BSA的起始浓度为1 mg/mL，吸附2h可以达到130.03 mg/g的最大吸附量。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1．4 宏观聋子隧道效应

1．2 磁性纳米材料

1．2．1 磁性纳米材料的磁性能

1．2．2 磁性纳米材料的制备

1．3 分子自组装

1．3．1 静电相互作用

1．3．2 疏水作用

1．3．3 氢键作用

1．3．4 π-π堆积作用

1．4 表面功能化磁性纳米粒子的应用

1．4．1 催化性能

1．4．2 核磁共振成像(MRI)

1．4．3 靶向给药

1．4．4 固定化酶

1．5 本论文的研究思路与内容

1．5．1 研究思路

1．5．2 研究内容

第二章 表面羧基功能化Fe3O4磁性纳米粒子的制备

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与仪器

2．2．2 表面羧基功能化磁性纳米粒子的制备

2．2．3 磁性纳米粒子的分析及表征方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 傅里叶变换红外光谱分析

2．3．2 热失重(TGA)分析

2．4 本章小结

第三章 表面羧基功能化Fe3O4磁性纳米粒子的制备条件研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与仪器

3．2．2 实验方法

3．2．3 表征方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 Fe3O4@OA在水介质中的稳定性研究

3．3．2 自组装温度的影响

3．3．3 自组装时间的影响

3．3．4 聚合时间的影响

3．4 本章小结

第四章 极性对表面羧基功能化Fe3O4磁性纳米粒子制备的影响研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂与仪器

4．2．2 实验步骤

4．2．3 表征方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 热失重分析(TGA)

4．3．2 电导滴定

4．3．3 TEM

4．3．4 朗缪儿模型(Langmuir Model)拟合

4．4 本章小结

第五章 表面羧基功能化Fe3O4磁性纳米粒子对牛血清白蛋白吸附性能研究

5．1 前言

5．2 实验部分

5．2．1 试剂与仪器

5．2．2 实验步骤

5．2．3 分析与表征

5．3 结果与讨论

5．3．1 牛血清白蛋白标准曲线

5．3．2 吸附条件影响

5．3．3 热失重分析

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献