氧化石墨烯及表面修飾的Fe3O4納米顆粒的合成和應(yīng)用研究.pdf

1、石墨烯由于具有常規(guī)碳材料不具備的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等優(yōu)異性能,成為目前材料科學(xué)研究的一個熱點。而納米磁性材料由于具有磁導(dǎo)率高、損耗低、飽和磁化強(qiáng)度大等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用于磁儲存、生物醫(yī)學(xué)、廢水處理、磁流體、光子晶體研究等領(lǐng)域。本論文合成了氧化石墨烯及功能化的Fe3O4納米顆粒,然后對其進(jìn)行了一些應(yīng)用研究。研究內(nèi)容主要有如下幾個方面:
　　 1.采用化學(xué)法合成了氧化石墨,然后經(jīng)超聲剝離制備了氧化石墨烯。AFM表征結(jié)果顯示,大多數(shù)氧化

2、石墨烯成多層和片狀結(jié)構(gòu),而從Zeta電位和FTIR分析得知,其表面含有大量的含氧功能團(tuán),并且表面帶有負(fù)電荷。利用該氧化石墨烯作為吸附劑,對廢水中的陽離子有機(jī)染料次甲基藍(lán)進(jìn)行吸附分離,對吸附時間、pH值、濃度、溫度、離子強(qiáng)度考察中發(fā)現(xiàn),該吸附過程快速,pH值敏感,吸附容量大,符合Langmuir吸附模型,屬于放熱吸附,離子影響不大。
　　 2.采用改性共沉淀法,合成了Fe3O4/GO復(fù)合材料。利用SEM、FTIR、XRD對其進(jìn)行了

3、表征,結(jié)果表明,Fe3O4磁性納米顆粒為立方相結(jié)構(gòu),粒徑約為20 nm,呈球形形貌,而氧化石墨烯則為片狀結(jié)構(gòu),并且其表面分布了豐富的含氧功能團(tuán)。利用氧化石墨烯上的功能基團(tuán),對次甲基藍(lán)進(jìn)行吸附,考察了吸附時間、pH值、濃度、溫度、離子強(qiáng)度的影響,發(fā)現(xiàn)溫度對次甲基藍(lán)造成了破壞。結(jié)果表明Fe3O4/GO復(fù)合材料能高效、大量的吸附次甲基藍(lán),而且,其脫附容易,循環(huán)使用性能好,還可以進(jìn)行磁性分離。
　　 3.利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(AP

4、TES)為原料,對Fe3O4納米顆粒進(jìn)行表面修飾,XRD、TEM、FTIR、VSM、DLS表征結(jié)果表明,APTES已成功修飾到了Fe3O4納米顆粒表面,且其為立方相結(jié)構(gòu),粒徑約8 nm左右,水合直徑25.0 nm,呈近似球形形貌,表面分布有氨基,呈超順磁特性,飽和磁化強(qiáng)度為56 emu/g Fe。用該磁流體對干細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記,結(jié)果表明經(jīng)氨基修飾的Fe3O4納米磁顆粒能進(jìn)入干細(xì)胞,經(jīng)鼻咽癌抗體二次修飾的Fe3O4納米顆?？梢詫Ρ茄拾┘?xì)胞進(jìn)行