復(fù)雜結(jié)構(gòu)磁性納米粒子的合成及性質(zhì)研究.pdf

1、磁性納米粒子在許多領(lǐng)域受到研究者們廣泛的關(guān)注，例如，磁流體、催化、生物醫(yī)學(xué)、磁共振成像、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、環(huán)境保護(hù)等。然而，磁性納米粒子化學(xué)活性高，在空氣中很容易氧化，容易丟失磁性和分散性，在很大程度上限制了它們的應(yīng)用。將磁性納米粒子與貴金屬等形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)磁性納米粒子不但能提高磁性納米粒子的穩(wěn)定性，而且表現(xiàn)出新穎的，多樣化的特殊性能和發(fā)展?jié)撃堋：铣珊脱芯繌?fù)雜結(jié)構(gòu)磁性納米粒子已經(jīng)成為納米研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
　　本文以三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧

2、丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為表面活性劑，以環(huán)境友好型的金屬配合物為前驅(qū)體通過納米微乳液法結(jié)合具有磁性的Fe、具有光學(xué)性質(zhì)的Au和具有熒光性質(zhì)的ZnO形成FeAu@ZnO三元復(fù)雜結(jié)構(gòu)的核殼納米粒子；在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La1-xSrxMnO3磁性納米粒子表面包裹AuZnO殼層，形成 La1-xSrxMnO3@AuZnO復(fù)雜結(jié)構(gòu)納米粒子；在 Fe3O4中摻雜貴金屬 Rh形成RhFe3O4納米粒子。利用透射電子

3、顯微鏡（TEM）、X-射線粉末衍射儀（XRD）、傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）、紫外可見光譜儀（UV-Vis）、熒光光譜儀（PL）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）、綜合物性測量系統(tǒng)（PPMS）等儀器設(shè)備對(duì)制備的納米復(fù)合粒子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究和分析。合成的納米粒子表面具有生物友好的聚合物薄膜，在不用進(jìn)行二次修飾的情況下就具有良好的水溶性和生物相容性，因而具有更廣闊的應(yīng)用前景。主要研究工作如下：
　　1.雙分散核殼型磁-光-熒

4、光納米復(fù)合粒子的合成
　　采用納米微乳液法合成單分散的聚合物（PEO-PPO-PEO）包裹的FeAu@ZnO納米復(fù)合粒子。形貌和結(jié)構(gòu)分析表明，合成的納米粒子形狀幾乎一致，呈球形，粒徑分布窄，具有高的結(jié)晶性和明顯的核殼結(jié)構(gòu)。紅外光譜研究證明PEO-PPO-PEO分子存在于合成的納米粒子表面，使納米粒子在無機(jī)和有機(jī)溶劑中都具有良好的分散性。紫外-可見吸收光譜和熒光光譜分析顯示該納米粒子良好的吸收和發(fā)射性能。FeAu@ZnO納米粒子矯頑

5、力約為19 Oe，表現(xiàn)出軟鐵磁性或近超順磁性。通過修改的郎之萬方程對(duì)磁滯回線進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果表明 FeAu@ZnO納米粒子具有單磁疇。此外，納米粒子在溶劑中的分散和收集過程進(jìn)一步表明了這種核殼結(jié)構(gòu)的磁性納米粒子具有良好的磁控性能。
　　2.兼具磁性和光學(xué)性質(zhì)的La1-xSrxMnO3@AuZnO納米復(fù)合粒子的合成及表征
　　通過納米微乳液法，以具有生物相容性的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為表面活性劑制備La1-xSrxMnO3

6、@AuZnO納米復(fù)合粒子。通過透射電子顯微鏡（TEM、HRTEM）和X-射線粉末衍射儀（XRD）對(duì)納米粒子進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌分析，表明合成的納米粒子粒度均勻、呈球形、粒徑分布窄、結(jié)晶度高、核殼結(jié)構(gòu)明顯。傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）表明PVP薄膜存在于納米粒子表面，使之具有雙分散性。紫外可見光譜儀（UV-Vis）、瞬態(tài)-穩(wěn)態(tài)熒光光譜儀（PL）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）和綜合物性測量系統(tǒng)（PPMS）對(duì)納米粒子的光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征，顯示

7、該納米粒子在無機(jī)溶劑和有機(jī)溶劑中均具有優(yōu)異的光學(xué)和磁學(xué)性能。
　　3. RhFe3O4納米復(fù)合粒子的合成和性質(zhì)研究
　　使用 PEO-PPO-PEO作為表面活性劑，通過還原前驅(qū)體乙酰丙酮銠和乙酰丙酮鐵（Ⅲ）制備聚合物包裹的RhFe3O4納米復(fù)合粒子。形貌和結(jié)構(gòu)分析得出該納米粒子結(jié)晶性能良好。通過VSM和PPMS對(duì)合成的納米粒子的磁性進(jìn)行測試，結(jié)果顯示，納米粒子具有良好的磁響應(yīng)，在室溫條件下顯示軟鐵磁性。傅立葉變換紅外光譜儀（