磁性Fe3O4納米材料表面修飾及相關(guān)性能研究.pdf

1、磁性納米顆粒因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，如磁流體、催化、生物科技、核磁共振成像、靶向載藥、信息存儲(chǔ)等。其中，F(xiàn)e3O4作為一種常見(jiàn)的磁性鐵氧體材料，若要實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用，需要其顆粒粒徑小于20hm且具有單分散性、超順磁性、良好的穩(wěn)定性以及磁響應(yīng)。在目前合成Fe3O4納米顆粒的主要方法中，熱分解法在制備高質(zhì)量的單分散氧化鐵納米顆粒方面有顯著優(yōu)越性。本論文中，我們采用一種改良的高溫?zé)岱纸夥ㄖ苽涑隽骄弧⒎稚⑿院?、表面性質(zhì)可控

2、的Fe3O4磁性納米粒子，并進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行表面化學(xué)修飾，之后通過(guò)與導(dǎo)電高分子材料復(fù)合探索其在隱身吸波領(lǐng)域的應(yīng)用，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 首先，利用油酸分子修飾獲得了單分散性良好的油溶性Fe3O4納米顆粒，同時(shí)通過(guò)TGA及FT-IR從濃度、溫度等方面對(duì)油酸在Fe3O4磁性納米粒子的表面吸附進(jìn)行了探討。
　　 其次，利用油酸修飾的Fe3O4納米顆粒具有良好的油溶性這一特點(diǎn)，將其均勻分散在微乳液的油相中，然后通過(guò)微乳液聚合的

3、手段來(lái)合成單分散的核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺包覆Fe3O4納米粒子復(fù)合物，并使用TEM、XRD等一系列手段分別從形貌、結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性和磁性能等方面對(duì)其進(jìn)行了表征。另外，我們還對(duì)該復(fù)合材料在微波吸收領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了探索，結(jié)果表明，隨著吸波劑厚度的增加，反射損失的極值位置逐漸移向低頻區(qū)，有效吸收帶寬有所下降。其中，當(dāng)吸波材料的厚度為3mm時(shí)，反射損失在10.52GHz的頻率處有極值，為-26.98dB，在該厚度條件下的有效帶寬為3.74GHz，有效帶寬的

4、頻率范圍為8.65-13.39GHz。
　　 另一方面，水基磁流體因?yàn)槠湓谏镝t(yī)藥等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用而吸引了人們的廣泛注意。我們使用檸檬酸鈉分子對(duì)Fe3O4納米顆粒進(jìn)行修飾，獲得了水溶性良好的磁性納米顆粒。同時(shí)利用激光粒度儀及FT-IR對(duì)修飾后的Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，經(jīng)檸檬酸鈉分子修飾后，F(xiàn)e3O4納米顆粒具有良好的耐酸堿性和耐鹽性，在pH4-9，鹽濃度0-0.2M范圍內(nèi)均能大致保持穩(wěn)定，同時(shí)，表面羧基的反應(yīng)

5、活性也使我們制備的經(jīng)檸檬酸鈉修飾的Fe3O4納米顆粒在磁分離和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛能。
　　 我們還嘗試?yán)肍e3O4納米顆粒的類過(guò)氧化物酶催化活性，在沒(méi)有聚陰離子模板的條件下，通過(guò)催化法合成聚苯胺包覆Fe3O4納米粒子復(fù)合材料，且從pH值、表面活性劑加入量和雙氧水加入量三個(gè)方面對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化。確定了最優(yōu)反應(yīng)條件之后，為了確保Fe3O4納米顆粒在復(fù)合物中能良好分散，我們還使用檸檬酸鈉分子對(duì)其進(jìn)行了修飾。通過(guò)TEM、