磁-光纳米复合材料的制备及性质研究

摘要

纳米复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料，通过物理或化学的方法复合而成的一种新型纳米材料，满足了单一组分材料所不具有的特殊用途的需要。将磁性材料和光学性材料进行复合形成磁-光纳米复合材料，形成的这种纳米复合材料不仅具有这两种材料各自优异的性能，而且还会表现出这两种材料所不具备的新奇性质和新功能。　　本论文通过纳米乳液法，合成了PEO-PPO-PEO包裹的La0.88Sr0.12MnO3和Fe3O4纳米粒子，以La0.88Sr0.12MnO3纳米粒子和Fe3O4纳米粒子为种子分别合成La0.88Sr0.12MnO3/ZnO纳米复合粒子和Fe3O4-多酸纳米复合粒子。利用透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、紫外可见分光光度计（UV-Vis）、荧光分光光度计（PL）、振动样品磁强计（VSM）和超导量子干涉仪（SQUID），对所制备纳米粒子的结构和性质进行深入的研究和分析，主要研究内容如下：　　1.水溶性La0.88Sr0.12MnO3纳米粒子的非水相合成与表征　　本章采用纳米微乳液法，以三嵌段共聚物,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO）为表面活性剂，乙酰丙酮镧（Ⅲ）、乙酰丙酮锰（Ⅲ）和乙酰丙酮锶（Ⅱ）为前驱体，1,2-十六烷二醇为还原剂成功合成了水溶性La0.88Sr0.12MnO3纳米粒子。FTIR分析证实该纳米粒子表面存在PEO-PPO-PEO分子。XRD和TEM分析表明该纳米粒子基本上呈球形、粒径分布窄、结晶度高。VSM测试表明该纳米粒子在室温下显示软铁磁性。此外，纳米粒子在水中快速和高效的分散收集过程，表明该纳米粒子具有良好的水溶性和磁操控性,因此该纳米粒子在生物医药领域具有潜在的应用前景。　　2.复合结构多功能纳米粒子La0.88Sr0.12MnO3/ZnO的制备及研究　　本章以La0.88Sr0.12MnO3纳米粒子为种子，分别采用沉淀法、球磨法和两步连续法合成La0.88Sr0.12MnO3/ZnO纳米复合粒子。TEM和XRD分析显示La0.88Sr0.12MnO3/ZnO纳米复合粒子粒径分布窄、颗粒分散均匀、结晶度高。磁性分析表明La0.88Sr0.12MnO3/ZnO显示顺磁性或超顺磁性。UV-vis分析表明La0.88Sr0.12MnO3/ZnO纳米复合粒子在紫外-可见光区域显示明显的吸收峰。PL测试表明La0.88Sr0.12MnO3/ZnO纳米复合粒子在紫外-可见光区域显示明显的发射峰。通过上述的测试分析表明合成的La0.88Sr0.12MnO3/ZnO纳米复合粒子既具有磁学性又具有光学性质，因此该纳米复合粒子在药物的运输、疾病的诊断、磁共振成像和荧光标记等方面具有潜在的应用前景。　　3.Fe3O4及Fe3O4-多酸纳米复合粒子的制备与研究　　本章首先采用纳米微乳液法，以PEO-PPO-PEO为表面活性剂合成Fe3O4磁性纳米粒子，以此为种子分别与[CuL2]2[P2Mo5O23]·nH2O、[CoL2]2[P2Mo5O23]·H2O、[CdL2.(H2O)2]2[P2Mo5O23]·2CH3OH和[ZnL2]2[P2Mo5O23]·H2O（L=C6H6N2O）合成Fe3O4/[CuL2]2[P2Mo5O23]·nH2O纳米复合粒子（样品Ⅰ)、Fe3O4/[CoL2]2[P2Mo5O23]·H2O纳米复合粒子（样品Ⅱ）、Fe3O4/[CdL2.(H2O)2]2[P2Mo5O23]·2CH3OH纳米复合粒子（样品Ⅲ）和Fe3O4/[ZnL2]2[P2Mo5O23]·H2O纳米复合粒子（样品Ⅳ）。UV-vis和PL分析表明样品在紫外-可见光区域均显示吸收和发射峰。催化罗丹明 B实验表明：在紫外灯照射下，PH值等于1.2时，样品Ⅰ、样品Ⅱ、样品Ⅲ和样品Ⅳ均能使罗丹明B发生不同程度的降解，其中样品Ⅱ和样品Ⅳ对罗丹明B的降解效率分别为79.5％和93.5%。此类纳米复合粒子既具有磁性又具有催化性及光学性质，在外加磁场下能够有效的进行回收，可以循环使用，在有机染料等污染物的降解方面将会有广阔的应用前景。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1磁性纳米粒子的性质

1.2荧光纳米材料的特性

1.3磁-荧光纳米复合粒子的性质

1.4磁-多酸纳米复合粒子的性质

参考文献

第2章 水溶性La0.88Sr0.12MnO3纳米粒子的非水相合成与表征

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

参考文献

第3章 复合结构多功能纳米粒子La0.88Sr0.12MnO3/ZnO的制备和研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4三种制备方法的比较

3.5本章小结

参考文献

第4章 Fe3O4及Fe3O4-多酸纳米复合粒子的制备与研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4本章小结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录