復(fù)合磁性Fe3O4納米粒子制備及其初步生物傳感應(yīng)用.pdf

1、為了使納米顆粒滿足不同的應(yīng)用要求而對其表面進行各種修飾、加工等后處理，即所謂顆粒表面的納米工程(Nanoengineering of particle surfaces)，已是目前納米領(lǐng)域一個研究熱點。而作為納米材料的一個重要組成部分，磁性Fe3O4納米顆粒又有著廣泛的應(yīng)用前景。本論文正是從以上兩個方面考慮，選擇了“基于Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒的制備與應(yīng)用研究”作為研究方向，從以下幾個角度開展了工作：
　　1、制備了磁性Fe3O

2、4納米粉體，研究了干燥處理對其形貌、結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)的影響；合成了氨基功能化和巰基功能化的兩種表面功能化的磁性Fe3O4納米粒子，對其形貌、結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)進行了比較研究，主要取得以下結(jié)論：
　　1）用改進的的共沉淀法制備了粒徑為25 nm左右的磁性Fe3O4納米粒子，采用不同溫度真空干燥以及自然晾干兩種常規(guī)方法對磁性Fe3O4納米粒子進行干燥處理。真空干燥獲得的磁性粉體的粒徑由于表面吸附自由水和團聚粒子間吸附水的蒸發(fā)而減小，但粒子更

3、易產(chǎn)生團聚，而采用自然干燥處理的Fe3O4納米粉體在結(jié)構(gòu)和形態(tài)方面保持最好；T=70℃真空干燥處理獲得的Fe3O4納米粉體的磁學(xué)性質(zhì)保持最好；Fe3O4納米粉體的磁學(xué)性能與干燥溫度和方式有關(guān)。
　　2）分別采用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）和3-巰丙基三乙氧基硅烷（MPTES）將Fe3O4納米粒子表面修飾上氨基（-NH2）官能團和巰基（-SH）官能團，獲得了表面功能化的磁性Fe3O4納米粒子。功能化后的磁性粒子粒徑略有增加，

4、較好的保留了原始結(jié)構(gòu)和磁性特征；APTES較易結(jié)合到Fe3O4納米粒子上，易于保持Fe3O4納米粒子的形態(tài)，而MPTES減色效應(yīng)相對較強，保持原始磁性特征稍差。
　　2、提出了一種基于超聲化學(xué)法制備Fe3O4/Au和Fe3O4/Pt兩種貴金屬功能化的磁性復(fù)合納米粒子的新路線，并對這些復(fù)合粒子的光學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性能進行了研究；提出了利用甲酸納與羧酸銀的特異性反應(yīng)原理，成功合成了磁性Fe3O4/Ag復(fù)合粒子，并對其結(jié)構(gòu)和性能進行了研究。

5、三種貴金屬功能化的Fe3O4磁性納米粒子粒徑均控制在30 nm左右，主要取得以下結(jié)論：
　　1）Fe3O4/Au復(fù)合粒子在常溫下表現(xiàn)出較好的順磁性特征，并具有較為穩(wěn)定的光學(xué)吸收特點，并且其飽和磁化強度可以達到63.5 emu/g，為其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　2）利用甲酸納與羧酸銀的特異性反應(yīng)原理，成功合成了磁性Fe3O4/Ag復(fù)合粒子，其核殼結(jié)構(gòu)明顯，相應(yīng)的調(diào)控簡單，光學(xué)性能穩(wěn)定。
　　3）磁性Fe3O

6、4/Pt復(fù)合納米粒子用常規(guī)方法難以獲得，超聲化學(xué)法反應(yīng)速率高，大大縮短了傳統(tǒng)制備方法的反應(yīng)時間，并且有利于粒子的分散，合成的Fe3O4/Pt復(fù)合納米粒子分散性好，形貌均一。
　　3、采用液相合成路線制備組裝了金支持的磁性納米粒子多相沉積膜，納米尺度的結(jié)構(gòu)可控，由于膜本身呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)并負載有粒徑約為500 nm左右的納米微球，因此其比表面積大大增加，且其飽和磁化強度可以達到12.3 emu/g,在氣體傳感器、電極等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。