摘要: Fe3O4是磁性材料中的一种代表性材料，并且具有独特的物理化学性质，因此Fe3O4纳米粒子被广泛应用到电子、机械、磁学、化学和生物医学等领域，尤其是Fe3O4纳米粒子具有良好的生物相容性，对生物医药领域的发展有很大的影响。而Fe3O4磁性纳米粒子的分... 展开 Fe3O4是磁性材料中的一种代表性材料，并且具有独特的物理化学性质，因此Fe3O4纳米粒子被广泛应用到电子、机械、磁学、化学和生物医学等领域，尤其是Fe3O4纳米粒子具有良好的生物相容性，对生物医药领域的发展有很大的影响。而Fe3O4磁性纳米粒子的分散状态和表面性质对它的应用有着很大的影响，近年来随着研究的深入，Fe3O4纳米粒子的表面改性和设计制备具有特定表面特性的Fe3O4复合纳米粒子成为研究Fe3O4的前沿和热点。 本文的研究工作主要是关于性能良好的Fe3O4磁性纳米粒子制备、表面修饰以及功能化，涉及到化学共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米粒子、用表面活性剂来提升纳米粒子的表面性质和形貌规则、用改进的 St?ber法制备具有核壳结构的超顺磁性Fe3O4@SiO2复合纳米粒子，并通过FT-IR、SEM、XRD、PPMS等多种测试手段对所得产物进行了表征。具体内容包括： 1 Fe3O4磁性纳米粒子的小分子表面修饰及表征 采用化学共沉淀法制备了平均粒径为16.5nm、形貌为不规则球形、具有超顺磁性的Fe3O4纳米粒子；分别用柠檬酸和油酸作为表面活性剂对Fe3O4纳米粒子进行了表面改性，阐述了作用机理，分析结果为：研究了柠檬酸根浓度和反应温度对Fe3O4纳米粒子改性结果的影响，发现柠檬酸的浓度和反应温度都会影响到Fe3O4纳米粒子的形貌、结晶性和磁学性能；在用柠檬酸改性Fe3O4纳米粒子时，当反应温度为40℃、柠檬酸根与总铁离子的物质的量之比为0.2时，改性得到的纳米粒子的形貌和性能是最好的。研究了反应温度对油酸改性四氧化三铁的效果的影响，通过分析可以知道，当温度较低时，得到的油酸改性的Fe3O4纳米粒子的分散性最好、粒径小且均匀，尤其是60℃时。 2 Fe3O4磁性纳米粒子的无机小分子(SiO2)表面包覆及表征 以柠檬酸改性后的Fe3O4纳米粒子为种子，采用改进的St?ber方法制备了磁性强，热稳定性好的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子。在实验过程中设置不同的试验参数，分别研究正硅酸乙酯浓度、磁流体浓度、氨水浓度以及醇水比等实验条件对Fe3O4@SiO2复合纳米粒子形貌和性能的影响。结果表明：SiO2层可以明显提高Fe3O4纳米粒子的分散性；Fe3O4@SiO2复合粒子颗粒的大小和磁性可以通过改变TEOS、磁流体、氨水的浓度来调节；当TEOS浓度为0.02mol/L时，Fe3O4粒子被完全包覆，复合粒子的饱和磁化强度达到30.9emu/g，并随着TEOS浓度的增加而逐渐降低，矫顽力不变，保持良好的超顺磁性；实验中的Fe3O4浓度过大会使Fe3O4@SiO2复合粒子的分散性降低；当氨水浓度为0.3mol/L时，制备的复合粒子饱和磁化强度最大为38.6emu/g，浓度过高或过低时，复合粒子的饱和磁化强度都会减小；醇水比的大小会影响溶液的极性，进而影响到Fe3O4粒子的稳定性；当把Fe3O4纳米粒子和Fe3O4@SiO2复合粒子进行热处理后，由X射线衍射图可以看出，比起纯的Fe3O4纳米粒子，复合粒子具有更好的热稳定性。 收起