納米四氧化三鐵的制備與表面改性-在線瀏覽
2024-09-08 22:20本頁面
【正文】 在密閉體系中可以有效的防止有毒物質(zhì)的揮發(fā)和制備對空氣敏感的前驅(qū)體。納米結(jié)構(gòu) Fe3O4空心微球具有低密度、高比表面的特性，而且其空心部分可容納大量的客體分子或大尺寸的客體，因此溶解熱法合成的空心微球結(jié)構(gòu)在微波吸收材料和藥品傳輸?shù)仍S多技術(shù)領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用前景。模板法是制備空心結(jié)構(gòu)材料的一種有效途徑，探尋一種相對環(huán)保且簡便快捷的方法成為制備空心結(jié)構(gòu) Fe3O4材料的重要研究內(nèi)容。俞凌杰等[ 9 ]等以氨氣氣泡作為軟膜板，以FeCl3?6H2O 和 NH4Ac 為反應(yīng)物，制備出了空心結(jié)構(gòu)的 Fe3O4微球，產(chǎn)物形貌均勻且具有良好的分散性。 微乳熱法制備優(yōu)點：制備的納米粒子表面包裹了一層乳化劑分子，使粒子間不易團聚，同時反應(yīng)在“水核”內(nèi)進行，同而有效的控制了微粒的大小,因此近年來受到很多科學(xué)家的關(guān)注。2006年柴波[ 10 ]就用Span80和石油磺酸鹽復(fù)合乳化劑（復(fù)合質(zhì)量比為4∶1）、異丙醇、煤油、水制備出最佳的W／O型微乳液系統(tǒng)，以此作為“微乳液反應(yīng)器”，制備出球形、平均粒徑50nm、粒徑分布比較均勻的Fe3O4粒子。他們以十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑,甲苯作為油相, Fe3+與Fe2+水溶液和NaOH水溶液為水相形成W /O乳濁液,探索了Fe3+與Fe2+的物質(zhì)的量之比、表面活性劑用量、乳化溫度、乳化時間對產(chǎn)物Fe3O4納米顆粒結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的影響。制備出的產(chǎn)物雖具有較小的矯頑力和剩余磁化強度，但產(chǎn)物仍具有良好的超順磁性。首先Fe3O4本身具有磁性，容易團聚；另一方面由于納米顆粒具有很高的比表面積，處于高能狀態(tài)，為不穩(wěn)定體系，因此具有強烈的聚集傾向；其次，納米顆粒表面原子存在許多不飽和鍵，極易與其他原子相結(jié)合而趨于穩(wěn)定；再次，納米顆粒表面出現(xiàn)非化學(xué)平衡、非整數(shù)配位的化學(xué)價，這些特性使得我們需要對納米粒子進行表面修飾，通過對納米粒子表面修飾能夠降低納米顆粒的表面能，減小納米粒子間的相互作用，達到穩(wěn)定納米粒子不使其團聚的效果，可以使粒子表面產(chǎn)生新的物理、化學(xué)等新的功能，同時，適當(dāng)?shù)男揎椷€可改變磁性納米粒子與基體的相容性，使納米粒子均勻分散，起到增強增韌的作用，在磁性納米粒子用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域時，通過修飾來獲得良好的水溶性修飾后的磁性納米粒子在細(xì)胞分離、蛋白質(zhì)提純、核酸分離、固定化酶靶向藥物等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。所謂偶聯(lián)劑修飾就是通過偶聯(lián)劑與納米粒子表面發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)對磁性納米粒子進行偶聯(lián)改性，這種偶聯(lián)作用力是通過兩組份間的范德華力、氫鍵、離子鍵和共價鍵的作用實現(xiàn)的。一般偶聯(lián)劑必須同時具備兩種基團:一是能與磁性納米粒表面或制備磁性納米的前驅(qū)體進行反應(yīng)的極性基團；二是具有能與有機物機體反應(yīng)的有機官能團。韓海臻等[ 12 ]對比不同偶聯(lián)劑對Fe3O4粒子的修飾作用、不同納米四氧化三鐵/NR復(fù)合材料的制備方法以及偶聯(lián)劑的用量對復(fù)合材料的物理性能的影響，發(fā)現(xiàn)在四氧化三鐵乳液的制備過程中加入硅烷偶聯(lián)劑可有效改性納米四氧化三鐵粒子表面，增強納米四氧化三鐵/NR復(fù)合材料的界面作用，促進納米四氧化三鐵粒子在NR中的分散，改善復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能。周慧睿等課題組[ 14 ]用偶聯(lián)法制備出了NaYF4:Yb,ErFe3O4納米復(fù)合顆粒，以二氨基十二烷等雙官能團配體作為偶聯(lián)劑，制備出了整體粒徑約200nm且具有良好熒光性能的NaYF4:Yb,ErFe3O4納米復(fù)合顆粒，而且由于稀土轉(zhuǎn)換納米材料具有非常好的生物相容性，不會表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性，所以該復(fù)合材料在生物標(biāo)記領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。這對于磁性納米應(yīng)用于新型載藥體系，增強病毒藥物濃度，提高藥效都有十分重要的意義。另一類是合成高分子聚合物，包括聚乙烯醇(PEG)、PVA和聚丙烯酸(PAA)等。制備出了無溶劑的Fe3O4納米流體。常規(guī)的自由基聚合方法，殼層聚合物分子量不易控制，而且分子鏈與殼層粒子之間的力多為遠程力，相互作用力較弱，制得的微粒核殼結(jié)合力差、粒徑大、分布寬、磁含量低。g1， 呈現(xiàn)單磁疇結(jié)構(gòu)。通常用Si0ZnO、AI2O3等金屬氧化物和硒、絡(luò)、銀等金屬對磁性納米粒子進行表面改性。SiO2復(fù)合納米粒子有望成為靶向治療的載體這一科學(xué)猜想，采用了反向乳液法合成了平均粒徑為40nm的Fe3O4實驗結(jié)果表明Fe3O4而且該實驗使用的反向微乳液法能通過調(diào)節(jié)微乳液中的水、表面活性劑或助表面活性劑的濃度可以實現(xiàn)粒子的大小、形貌的控制，因此該法為進一步合成腫瘤血管生產(chǎn)靶向性磁共振對比奠定基礎(chǔ)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)表面改性后的復(fù)合材料顆粒分散度與熱穩(wěn)定性都有了較大的提高，其中FeCl3修飾的納米粒子由于Fe3+的同粒子作用，平均粒徑只有6080nm，熱分解溫度達到了410℃；同時經(jīng)表面修飾后的納米Fe3O4∕。另外包覆在磁核表面的有機小分子的碳鏈在溶液中可自由舒展，這就阻止了納米粒的相互靠近，從而達到分散的目的。林本蘭、沈曉冬、崔升[ 19 ]對納米四氧化三鐵的表面有機改性進行了探索，以油酸為表面改性劑，制得油酸包覆的納米Fe3O4溶膠，平均粒徑為58nm。王軍[ 20 ]等采用絡(luò)合劑乙二胺四乙酸鈉對磁性Fe3O4粒子進行修飾，經(jīng)紅外
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