鐵系納米材料的制備及其超分子修飾.pdf

1、一、磁性納米粒子的制備及其超分子組裝分別采用Massart水解法和滴定水解法制備了Fe<,3>O<,4>磁性納米粒子。通過透射電鏡，發(fā)現(xiàn)后者形貌較好，其產(chǎn)品主要為球形結(jié)構(gòu)，粒子大小均勻，粒子的直徑均在5～10nm之間，平均直徑約為8nm，而前者產(chǎn)品粒子分布不太均勻。X衍射圖譜證明兩種方法合成的都是Fe<,3>O<,4>材料，并通過磁性測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其都具有超順磁性，但由滴定水解法得到的磁性納米粒子的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Ms比Massart法得到的

2、大。綜合考慮選擇由滴定水解法制備得到的Fe<,3>O<,4>磁性納米粒子進(jìn)行修飾。又通過文獻(xiàn)自主合成了有良好水溶性的羧甲基-β-環(huán)糊精(CM-β-CD)，利用其羧甲基官能團(tuán)分別在不同pH值的水溶液中和DMF有機(jī)相中對(duì)Fe304磁性納米粒子進(jìn)行了修飾。并對(duì)上述修飾的結(jié)果進(jìn)行了紅外光譜和透射電子顯微鏡，熱差的表征，譜圖中顯示的特征值一定程度上肯定了修飾的效果。 二、Fe<,3>O<,4>-SiO<,2>磁性復(fù)合納米粒子的制備及其表面

3、的超分子修飾利用正硅酸乙酯(TEOS)的水解反應(yīng)，在已合成的Fe<,3>O<,4>磁性納米粒子表面形成Si02球殼，再利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)的水解反應(yīng)，使納米粒子表面氨基化。發(fā)現(xiàn)在合成Fe<,3>O<,4>-SiO<,2>時(shí)，如果用磁力攪拌則不利于得到復(fù)合粒子，這很可能是由于電磁感應(yīng)使得磁性納米粒子表面帶有比較大的電荷，阻止了SiO<,2>與Fe<,3>O<,4>的結(jié)合。而在機(jī)械攪拌的情況下，SiO<,2>容易在表面含有羥

4、基的Fe<,3>O<,4>的磁性納米粒子表面水解成殼，所得的納米粒子有一定的耐酸性，但用濃鹽酸仍然能夠溶解Fe<,3>O<,4>核心，通過透射電鏡觀察了復(fù)合鈉米粒子的形態(tài)。為了對(duì)磁性復(fù)合納米粒子進(jìn)行超分子修飾，合成了磺?；沫h(huán)糊精，并進(jìn)行了紅外，核磁表征。利用納米粒子表面的氨基與環(huán)糊精的磺?；目s合反應(yīng)，使得環(huán)糊精修飾到復(fù)合納米粒子表面，通過紅外進(jìn)行了表征。 三、β-FeOOH納米棒的制備及其熱分解得Fe<,2>O<,3>納米球

5、分別在四種體系中合成了β型堿式氧化鐵納米棒：(1)FeCl<,3>的水溶液，(2)FeCl<,3>和FeCl2的水溶液(3)FeCl<,3>與尿素的水溶液(4)FeCl<,3>、FeCl<,2>和尿素的水溶液。發(fā)現(xiàn)體系(1)、(2)中的納米棒呈紡錘體狀，而體系(3)、(4)中的納米棒呈直棒型(中間與兩頭粗細(xì)一致)。機(jī)理推測(cè)：亞鐵離子在水相中可緩慢被氧化成三價(jià)鐵離子，從而提供了一個(gè)持續(xù)的三價(jià)鐵離子源；而尿素在加熱條件下的分解，可產(chǎn)生氨氣，

6、可以有效的消耗三價(jià)鐵離子水解產(chǎn)生的氫離子，增大溶液pH值，有利于鐵棒的生長。在超聲條件下合成了納米棒，可以得到更多的交叉型的納米棒。而微波條件下，也可得到紡錘體狀的納米棒。通過對(duì)產(chǎn)品的N<,2>吸附．脫附測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其吸附能力不是太強(qiáng)。由體系(4)的堿式氧化鐵在550℃下煅燒時(shí)，堿式氧化鐵熱分解不充分，得到的是不規(guī)則的麻花狀顆粒，而在800℃下煅燒后，可以得到分布均一的氧化鐵納米球，其直徑遠(yuǎn)大于納米棒的直徑。所以在煅燒時(shí)有一個(gè)晶體生長的過