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Fe_3O_4磁性纳米材料的有机包覆

作　者: 耿丽平
导　师: 杜雪岩
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料学
关键词: Fe3O4纳米颗粒表面活性剂表面改性聚苯乙烯磁性微球
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文首先研究了单一表面活性剂对Fe3O4纳米颗粒的改性,继而研究了复合表面活性剂对Fe3O4纳米颗粒的改性。对由共沉淀法制备并改性的Fe3O4纳米颗粒进行包覆,制备出磁性聚苯乙烯微球。具体内容有以下几个方面：1)以三氯化铁、硫酸亚铁、氢氧化钠为主要原料,以油酸钠和PEG分别作为表面活性剂,采用共沉淀法制备出分散性较好的改性Fe3O4纳米颗粒,并用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、振动样品磁强计对所制备的Fe3O4纳米颗粒的性能进行了表征。研究结果表明,改性后的Fe3O4纳米颗粒分散性得到很好的改善,表面活性剂并不影响Fe3O4纳米颗粒的晶体结构,且具有超顺磁性。2)采用共沉淀法制备Fe3O4纳米颗粒的同时,用两种复合表面活性剂(油酸钠/PVP和油酸钠/PEG)对其进行改性研究。并用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、振动样品磁强计对所制备的Fe3O4纳米颗粒的性能进行了表征。研究结果表明,对比于单一表面活性剂的改性,复合表面活性剂改性后的Fe3O4纳米颗粒分散性能有所提高,复合表面活性剂也不会影响Fe3O4纳米颗粒的晶体结构,同时具有超顺磁性。3)以PEG改性后的Fe3O4纳米颗粒作为磁核,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,苯乙烯为单体,在乙醇/水混合溶剂中,采用分散聚合法制备出聚苯乙烯磁性高分子微球。利用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、振动样品磁强计等对磁性微球的微观结构和磁性能进行了表征。研究结果表明,所制备的磁性微球粒径约80nm,表面光滑,比饱和磁化强度为20.7 emu/g,剩磁和矫顽力均为零,具有超顺磁性。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
第1章绪论  10-30
  1.1 纳米材料  10-12
    1.1.1 纳米材料定义及其结构  10
    1.1.2 纳米材料的发展  10
    1.1.3 纳米材料的特性  10-12
  1.2 纳米Fe_3O_4粒子的表面改性  12-15
    1.2.1 表面化学改性  12-13
    1.2.2 溶胶-凝胶法改性  13
    1.2.3 沉淀反应改性  13-14
    1.2.4 聚合物包覆改性  14-15
    1.2.5 静电自组装改性  15
  1.3 磁性复合微球  15-17
    1.3.1 磁性复合微球的材料  15-16
    1.3.2 磁性高分子微球的结构类型  16
    1.3.3 磁性高分子微球的特点  16-17
  1.4 磁性复合微球的制备方法  17-24
    1.4.1 包埋法  17-18
    1.4.2 单体聚合法  18-24
  1.5 磁性纳米复合微球的应用  24-28
    1.5.1 细胞分离  25
    1.5.2 离子交换分离  25
    1.5.3 核酸分离  25-26
    1.5.4 靶向制剂  26
    1.5.5 固定化酶  26-27
    1.5.6 催化剂分离  27
    1.5.7 化工分离  27-28
    1.5.8 磁共振造影剂  28
    1.5.9 其他  28
  1.6 课题的立意及研究内容  28-30
    1.6.1 课题的立意和目的  28-29
    1.6.2 研究内容  29-30
第2章单一表面活性剂对Fe_3O_4纳米颗粒的表面修饰  30-39
  2.1 引言  30-31
  2.2 实验部分  31-35
    2.2.1 Fe_3O_4沉淀的形成机理  31-32
    2.2.2 实验试剂  32-33
    2.2.3 仪器和设备  33
    2.2.4 实验内容  33-35
  2.3 结果与讨论  35-38
    2.3.1 油酸钠用量的确定  35
    2.3.2 PEG用量的确定  35
    2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析  35-36
    2.3.4 X射线衍射(XRD)分析  36-37
    2.3.5 红外分析  37-38
    2.3.6 磁性能分析(VSM)  38
  2.4 本章小结  38-39
第3章复合表面活性剂对Fe_3O_4纳米颗粒的表面修饰  39-46
  3.1 引言  39
  3.2 实验部分  39-42
    3.2.1 实验试剂  39
    3.2.2 仪器和设备  39-40
    3.2.3 实验内容  40-42
  3.3 结果与讨论  42-45
    3.3.1 透射电子显微镜(TEM)分析  42
    3.3.2 X-射线衍射(XRD)分析  42-43
    3.3.3 红外光谱(FT-IR)分析  43-45
    3.3.4 磁性能分析(VSM)  45
  3.4 本章小结  45-46
第4章磁性聚苯乙烯微球的制备与表征  46-54
  4.1 引言  46
  4.2 实验部分  46-50
    4.2.1 实验试剂  47
    4.2.2 仪器和设备  47-48
    4.2.3 实验装置图  48
    4.2.4 实验试剂预处理  48
    4.2.5 磁核Fe_3O_4纳米颗粒的制备  48-49
    4.2.6 磁性聚苯乙烯微球的制备  49
    4.2.7 磁性聚苯乙烯微球的处理  49
    4.2.8 磁性聚苯乙烯微球的结构表征  49
    4.2.9 磁性聚苯乙烯微球的磁性能分析  49-50
  4.3 结果与讨论  50-54
    4.3.1 透射电子显微镜分析(TEM)  50
    4.3.2 X射线衍射分析(XRD)  50-51
    4.3.3 红外分析(FT-IR)  51-52
    4.3.4 磁性能分析(VSM)  52-53
    4.3.5 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-61
致谢  61-62
附录 (攻读硕士期间发表的学术论文)  62

Fe_3O_4磁性纳米材料的有机包覆

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