合成四氧化三铁纳米粒子形貌的调控机理和方法
合成四氧化三铁纳米粒子形貌的调控机理和方法
作者：胡大为， 王燕民， HU Dawei， WANG Yanmin
作者单位：华南理工大学材料科学与工程学院,广州,510640
刊名：
硅酸盐学报
英文刊名：JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY
年，卷(期)：2008，36(10)
引用次数：0次
参考文献(48条)
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相似文献(10条)
1.学位论文张玲四氧化三铁纳米颗粒及其复合物的制备和研究2007
四氧化三铁纳米材料在很多领域都具有广泛应用，合成尺寸和形貌可控的纳米颗粒及其复合物日益成为磁性纳米材料研究中的热点。近儿年纳米材料的合成方法取得了重大进展，尤其是利用在高温有机溶剂中分解金属有机前驱体盐的方法制备得到了一系列单分散的金属或金属氧化物的纳米颗粒。然而，目前应用这种方法合成四氧化三铁纳米颗粒的研究还比较少。本论文在现有的研究基础上，采用乙酰丙酮铁作为有机前驱体盐，通过控制反应条件，在苄基醚溶液中制备得到了形貌和尺寸可控的四氧化三铁纳米颗粒。以这种方法合成得到的四氧化三铁纳米颗粒为基础，分别制备了四氧化三铁纳米颗粒与银纳米颗粒的二元异质结构的复合物，以及与介孔二氧化硅空心微球的复合物。
具体的研究内容如下：
1．在苄基醚溶液中，以油酸、油胺为表面活性剂，1，2-十六二醇作为“分解促进剂”，分解乙酰丙酮铁前驱体，制备得到6nm的四氧化三铁纳米颗粒，并以此为“种子”，进一步合成得到粒径均匀的8nm四氧化三铁纳米颗粒。重复这种合成过程，可以依次得到粒径增大的四氧化三铁纳米颗粒。研究了这一过程中四氧化三铁纳米颗粒尺寸和形貌的动力学变化，以及不同粒径纳米颗粒的表面化学性质。
2．通过控制表面活性剂的用量或种类以及“分解促进剂”的用量，制备得到不同形貌和粒径的四氧化三铁纳米颗粒。综合分析各种反应条件和反应产物，探讨了不同形貌的四氧化三铁纳米颗粒的形成机制。通过训节合成过程中反应温度的升温速度，可以控制得到不同形貌的四氧化三铁纳米颗粒。 3．以单分散的四氧化三铁纳米颗粒为“种子”，通过控制醋酸银的分解温度，制备得到非对称性的Ag-Fe<,3>O<,4>异质结构纳米颗粒。论文研究了反应温度对形成异质纳米结构的影响。通过表面基团的交换反应，Ag-Fe<,3>O<,4>异质结构纳米颗粒能够分散在水溶液中。
4．经双层表面活性剂稳定的四氧化三铁纳米颗粒通过疏水相互作用，被“卷入”到FC4分子在水溶液中形成的微囊泡中，有机硅前躯体在此微囊泡和CTAB液晶“模版”的共同作用下，水解一“晶化”，形成了磁性的介孔空心微球。论文研究了各种反应条件与反应产物结构的关系，并将其作为靶向载药母体，开展了初步的药物释放实验，结果表明这种材料可以用作为靶向药物缓释的载体。
2.学位论文李晓波金属氧化物纳米颗粒的神经毒性研究2008
纳米材料是指至少在一维空间上粒径≤100nm的材料。随着纳米技术的迅速发展和广泛应用，越来越多的人造纳米颗粒不断进入人们生存的环境之中，使得人体和其他生物体有更多的机会暴露于纳米颗粒，而人们对于这些微小尺度颗粒安全性的了解还远远不够。目前国内外对于纳米材料的毒性研究包括其进入人体的途径、毒性表现、靶器官和毒性机理等各个方面。目前研究最为广泛的纳米颗粒的毒性机制包括引起机体炎症反应和氧化损伤两个途径，而其靶器官则涉及到人体的各个组织和器官。这些研究结果为纳米材料的安全性评价提供了大量有价值的参考依据。
金属氧化物如氧化铝、四氧化三铁、二氧化钛等，在工业、电子、日化等方面有广泛的用途，当这些金属氧化物达到纳米尺寸时，可能表现出与非纳米材料不一样的特性。目前对金属氧化物纳米材料的毒性研究尚处于起步阶段，本试验中采用生理盐水和非纳米金属氧化物颗粒作为对照，研究了纳米氧化铝、四氧化三铁、二氧化钛在体外试验中对神经胶质细胞的毒性作用以及纳米氧化铝在大鼠体内的组织分布、对大鼠产生的神经毒性和肝脏毒性作用，为评价金属氧化物纳米材料对机体的潜在健康影响提供依据和参考。
第一部分、金属氧化物纳米颗粒的神经细胞毒性作用
目的：观察纳米氧化铝、四氧化三铁、二氧化钛（P25）及非纳米氧化铝、四氧化三铁、二氧化钛颗粒的粒径大小以及对神经小胶质细胞（N9）的细胞毒性作用；
方法：通过电子显微镜观察纳米氧化铝、四氧化三铁和P25的粒径及形态，通过光学显微镜观察普通氧化铝、四氧化三铁、二氧化钛颗粒的粒径及形态。体外试验使用小胶质细胞系(N9)作为靶细胞，研究金属氧化物纳米颗粒对细胞的毒性作用。使用MTT法观察细胞活力，Hoechst33258、PI、FDA 染色观察细胞凋亡的发生，流式细胞术定量分析细胞凋亡的发生以及Griess 试剂分析细胞上清中NO 浓度；
结果：纳米氧化铝、四氧化三铁、二氧化钛颗粒为规则圆形颗粒，粒径均<100nm；非纳米氧化铝、四氧化三铁、二氧化钛颗粒大小不均，粒径大于1μm,为不规则多边形；体外试验中纳米颗粒能显著降低N9细胞活力，并引起N9细胞凋亡，且凋亡的发生呈时间-、剂量-依赖方式；
结论：纳米氧化铝、四氧化三铁、二氧化钛（P25）均对N9细胞的活力产生影响，并引起细胞凋亡，其对细胞的毒性作用与非纳米材料有明显不同。 第二部分、纳米氧化铝在大鼠体内的组织分布
目的：研究纳米氧化铝颗粒在大鼠不同组织中的分布规律；
方法：SD 大鼠随机分为control组、nNAOs组、NAOs 1mg/kg组、NAOs 50mg/kg组，每2d 腹腔注射一次，共一个月。分别在2、4、8、16、30d时间点将大鼠断头处死，剖取其肝、肺、脾、肾，海马、皮层组织，经预处理后用原子吸收光谱仪测定各个组织标本中元素铝的含量；
结果：元素铝在组织中分布顺序依次为脾>肝>肺>肾>海马及皮层，且在肝和肺组织中排泄速度较快；
结论：元素铝在大鼠体内主要分布在脾、肝等网状内皮细胞和吞噬细胞丰富的脏器，在中枢神经系统中出现微量的元素铝。
第三部分、纳米氧化铝对大鼠脑组织的毒性作用
目的：探讨纳米氧化铝颗粒对大鼠中枢神经系统潜在的毒性影响；
方法：将SD大鼠随机分为control组、nNAOs组、NAOs 1mg/kg组、NAOs 50mg/kg组，每2d腹腔注射一次，共60d。采用比色法测定海马、皮层组织中丙二醛(MDA)水平、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力；免疫组织化学染色观察脑组织中小胶质细胞、星型胶质细胞的活化及有关分子表达；
结果：与control组相比，NAOs组海马、皮层中MDA含量显著增加，T-SOD、GSH-Px活力升高；脑组织中小胶质细胞和星型胶质细胞被激活；
结论：与nNAOs相比，NAOs可引起大鼠脑组织氧化应激损伤以及炎症反应，可能对脑组织产生进一步损伤。
第四部分、纳米氧化铝对大鼠肝组织的毒性作用
目的：研究NAOs对大鼠肝脏潜在的毒性影响；
方法：将SD大鼠随机分为control组、nNAOs组、NAOs 1mg/kg组、NAOs 50mg/kg组，每2d腹腔注射一次，共60d。用荧光定量PCR法测定大鼠肝组织中凋亡基因Bax、Bcl-2 mRNA的表达，免疫组织化学方法测定肝脏有关细胞的活性，比色法分析肝组织中丙二醛(MDA)水平、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力；
结果：NAOs及nNAOs均可以促进mRNAbax/bcl－2比值升高；肝脏中Kupffer细胞、星型细胞活化；肝实质细胞表达β-APP蛋白；
结论：NAOs与nNAOs可促发大鼠肝细胞发生凋亡，并引起肝组织中氧化应激反应和炎症反应，纳米颗粒的作用是否具有特异性，需要进一步研究。
3.期刊论文徐雪青.沈辉.邓润坤.黎宪静一种N-酰肌氨酸在四氧化三铁纳米颗粒表面的吸附特征-化学研究与应
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根据表面活性剂固液界面吸附理论和表面改性颗粒亲水疏水特性及红外光谱分析,提出了不同pH条件和表面活性剂用量下不同的吸附模型.
4.学位论文孟刚磁性纳米颗粒的制备和表征及在脂肪酶固定化方面的研究2009
磁性四氧化三铁纳米颗粒具有粒径小、灵敏度高、毒性低、磁响应性强、原料易得等优点。脂肪酶能够催化酯的生成和水解，但是由于脂肪酶是在游离的状态下应用的，所以很难实现对脂肪酶的回收，不能很好的起到催化的作用。将脂肪酶固定到修饰的磁性四氧化三铁纳米颗粒表面既便于回收脂肪酶，又可以提高固定后脂肪酶的活性。
本文采用共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒。分别考察了nFe2+/nFe3+的比值、铁的浓度、pH值、反应温度、氨水浓度、搅拌速度、氨水滴加速度等影响因素对Fe3O4纳米颗粒生成的影响，得出最适宜制备Fe3O4纳米颗粒的实验条件。结果表明：当n(Fe2+)/n(Fe3+)=1:2、铁总浓度为0.9mol/L、反应的pH值在9-10之间、反应温度为40℃、C(氨水)=3mol/L、搅拌速度为800rpm、氨水滴加速度为10mL/min时，得到的Fe3O4样品的粒径分布均匀，粒径较小。用3-氨丙基三乙氧基硅烷和不同烷基链长度的硅烷作为表面修饰剂，修饰合成的Fe3O4纳米颗粒。通过透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、傅立叶转变红外光谱仪(FTIR)分析表面修饰的四氧化三铁纳米颗粒得出：表面修饰后的磁性纳米颗粒粒径分布均匀、单分散性好、表面具有所要修饰的官能团、磁性没有发生明显的改变。
此外，采用化学共价法将脂肪酶固定于戊二醛修饰的Fe3O4纳米颗粒表面上，采用物理吸附法将脂肪酶固定于不同碳链长度的疏水性Fe3O4纳米颗粒表面上。测定了固定脂肪酶的质量和脂肪酶的活性及反复使用活性。采用紫外吸收法测定脂肪酶的浓度。采用脂肪酶催化对硝基苯乙酸酯分解的方法测定固定脂肪酶的活性，通过紫外可见分光光度计(UV-Vis)测定对硝基苯基乙酸酯分解生成的对硝基苯酚的量，来计算固定脂肪酶的催化活性。由实验可以得出：表面修饰后的磁性Fe3O4纳米颗粒固定脂肪酶的质量明显多于没有经过表面修饰的Fe3O4。纳米颗粒固定脂肪酶饱和时，在亲水性和疏水性。
Fe3O4纳米颗粒表面固定脂肪酶的活性分别为0.25×10-6 mol/min·mg和2.1×10-6 mol/min·mg。并且疏水性的Fe3O4纳米颗粒表面固定脂肪酶的反复使用活性能够长期维持不变。
金由于具有化学性质稳定、无毒、制备过程简单等特点，特别是金被含疏基的有机物修饰后，其表面表现出的有机物的多样性，使之成为了理想的包覆材料之一。制备的核.壳Fe3O4@Au磁性纳米颗粒通过用巯基十一烷酸进行表面修饰，在N-(3-二甲基氨丙基)-N’-乙基碳二亚胺盐酸盐的活化作用下，实现对脂肪酶的固定。并且也测定了固定脂肪酶的活性及反复使用活性。在核.壳Fe3O4@Au磁性纳米颗粒表面固定脂肪酶的活性为0.8×10-
6mol/min·mg。固定的脂肪酶能够长期反复使用。
5.学位论文赖斌斌携载柔红霉素磁性纳米四氧化三铁逆转K562-n/VCR细胞多药耐药的体内研究2009
目的:本课题旨在研究携载柔红霉素（DNR）的磁性纳米四氧化三铁颗粒（MNP-Fe3O4）在裸鼠体内逆转人慢性粒细胞白血病急性红白血病变裸鼠高成瘤性多药耐药细胞株K562-n/VCR的效果，并测定Mdr-1、Bcl-2、Bax和Caspase-3的转录与表达水平，以初步探讨载药纳米颗粒体内逆转白血病多药耐药的作用机理，为载药纳米颗粒逆转白血病多药耐药的临床应用提供理论依据。
方法:（1）采用机械吸附法在4℃将0．2g/L DNR溶液与0．116g/L MNP-Fe3O4溶液以1：1比例聚合48h。（2）培养的人慢性粒细胞白血病急性红白血病变裸鼠高成瘤性细胞株K562-n及其相应的多药耐药株K562-n/VCR，分别接种于裸鼠两侧的腹股沟皮下，建立人白血病移植瘤模型。（3）十天以后，将双侧成瘤裸鼠随机分为5组，A组给予生理盐水，B组给予MNP-Fe3O4，C组给予DNR，D组给予携载DNR的MNP-Fe3O4，E组给予携载DNR的MNP-Fe3O4，同时在肿瘤表面固定磁场。在实验开始后的第1、5、9、13、17和21天分别测量肿瘤体积。治疗结束后，分离瘤组织秤重，并用苏木素-伊红（HE）染色对肿瘤组织和正常器官进行病理切片观察。用实时定量逆转录聚合酶链式反应（Real-time RT-PCR）以及免疫蛋白印记法（WB）检测K562-n/VCR肿瘤组织Mdr-1、Bcl-2、Bax和Caspase-3的转录和表达。
结果:（1）K562-n/VCR肿瘤：①治疗20天后，A、B、C、D和E五组的肿瘤体积分别为4．8700±2．0694cm3、4．6432±1．5229cm3、
4．1657±0．8257cm3、2．2406±0．3401cm3和2．0754±1．6277cm3。②A、B、C、D和E五组的肿瘤重量分别为3．5297±1．4999g、
3．4253±1．1218g、3．0012±0．5421g、1．6812±0．1522g和1．5979±0．4673g。③病理结果显示：A和B组肿瘤细胞生长良好，未见明显细胞坏死；C组肿瘤细胞可见散在细胞坏死，部分细胞出现核固缩、核碎裂等，D和E组肿瘤组织内可见细胞明显破碎、坏死、组织的纤维化。④D和E组的Mdr-1的转录水平低于A、B和C三组，但是P-gp蛋白表达在五组中无差异。⑤D和E组肿瘤的Bcl-2的转录水平和蛋白表达量低于A、B和C三组，D和E组肿瘤的Bax和Caspase-3的转录水平和蛋白表达量高于A、B和C三组。（2）K562-n肿瘤：①治疗20天后，A、B、C、D和E五组的肿瘤体积分别为2．9495±0．7106cm3、2．3779±0．4802cm3、0．9226±0．5458cm3、0．8473±0．4800cm3和0．7942±0．4665cm3。②A、B、C、D和E五组的肿瘤重量分别为
2．0789±0．4472g、1．8912±0．3984g、0．8437±0．4913g、0．8164±0．4291g和0．8195±0．4702g。③病理结果显示：A和B组肿瘤细胞生长良好，未见明显细胞坏死；C、D和E组肿瘤组织内可见细胞明显破碎、坏死、组织的纤维化。
结论:（1）携载DNR的MNP-Fe3O4可以在体内有效的逆转K562-n/VCR肿瘤的多药耐药。（2）携载DNR的MNP-Fe3O4可以在体内下调K562-n/VCR肿瘤的Mdr-1的转录，但是并不下调P-gp的表达。（3）凋亡相关检测提示携载DNR的MNP-Fe3O4在体内通过下调Bcl-2的转录与表达，上调Bax的转录与表达，激活Caspase-3途径诱导K562-n/VCR肿瘤的凋亡而增加疗效。（4）携载DNR的MNP-Fe3O4不能提高对于K562-n肿瘤的疗效。（5）本实验中外加磁场并不能提高携载DNR的MNP-Fe3O4的疗效。
6.期刊论文郑举功.陈泉水.杨婷.Zheng Jugong.Chen Quanshui.Yang Ting磁性四氧化三铁纳米粒子的合成及表
征-无机盐工业2008,40(11)
纳米四氧化三铁是一种多功能磁性材料.水解法制备四氧化三铁纳米颗粒的主要影响因素有熟化温度、二价铁与三价铁的物质的量比和滴定终点的pH.正交实验分析结果表明:二价铁与三价铁的物质的量比为1:1.75、恒温熟化温度为80℃、终点的pH=11的条件下,可合成粒径分布在0.1 μm以下、质量分数为95.53%磁性四氧化三铁纳米粉体.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)对优化实验产物进行分析表明,纳米粒子属单相立方晶型,平均粒径为56nm,纯度高、超顺磁性.
7.学位论文谭泽明基于超顺磁性四氧化三铁磁性纳米颗粒的恶性胶质瘤靶向联合基因治疗2009
第一章
目的：制备能够应用于胶质瘤靶向联合基因治疗的四氧化三铁磁性纳米颗粒，建立以超顺磁性Fe3O4磁性纳米颗粒为基因载体的胶质瘤基因治疗基因转运体系，并评价该体系的体外基因转运效率。
方法：以2-吡咯烷酮和乙酰丙酮铁为原料，采用高温分解铁有机物法是将铁前驱体高温分解得到铁原子，再由铁原子生成铁纳米颗粒，将铁纳米颗粒控制氧化得到四氧化三铁纳米颗粒；再以偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(NH2C3H6Si(OC2H5)3)对Fe3O4磁性纳米颗粒(Fe3O4 magnetic
nanoparticle，Fe3O4 MNP)表面修饰；将CD基因转染U251胶质瘤细胞，得到U251-CD细胞，免疫荧光染色检测本体系的转染效率。通过Fe3O4MNP与质粒pCMVCD结合试验，Fe3O4MNP-pCMVCD复合物的DNase-I消化，血清消化保护实验结果检测Fe3O4 MNP结合DNA的能力及对DNA的保护效果。采用RT-PCR、Westem blotting，和高效液相色谱法等检测CD基因的mRNA水平和CD蛋白水平，U251-CD细胞。MTT法测定检测U251-CD细胞的5-FC化疗效果及旁观者效应。
结果：制备出稳定性好、单分散、粒径小、粒径分布范围窄(10±2nm)的磁性Fe3O4/氨基硅烷复合纳米颗粒，以γ-氨丙基三乙氧基硅烷作分散稳定剂，改善了磁性Fe3O4纳米颗粒表面的疏水环境，有效地阻止了四氧化三铁纳米颗粒团聚的发生。当Fe3O4MNP与质粒pCMVCD质量比为0.05：1时，结合的质粒量<20％；当二者质量比为1：1时，几乎可以结合体系中的全部质粒。Fe3O4MNP-pCMVCD复合物能够保护质粒pCMVCD免受Dnase-I及血清的消化作用，保持其结构稳定。使用Fe3O4ⅣrNP作为载体成功将CD基因成功转染U251细胞，转染细胞有CD基因稳定表达，呈时间相关性增强表达模式(转染后5天内呈现表达持续增加模式)，转染效果明显优于脂质体转染对照组。Fe3O4 MNP的转染效果与Fe3O4 MNP的用量呈正相关，且无明显的细胞毒性，经MTT检测Fe3O4 MNP在50mg/L以下时不影响U251细胞的生长曲线。U251-CD细胞加入5-氟胞嘧啶(5-FC)后，细胞培养液上清中，经高效液相色谱检测出U251-CD细胞生成的高浓度5-氟尿嘧啶。能显著的抑制U251细胞生长。U251与U251-CD混合细胞中，在加入5-FC(终浓度1000uml/L)后，10％的U251-CD细胞可以杀灭20~30％的U251与U251-CD混合细胞与对照组(O％组)相比P<0.01，15％的U251-CD细胞可以杀灭约50％U251与U251-CD的混合细胞；30％的U251-CD细胞可以杀灭约80％U251与U251-CD的混合细胞：50％以上的U251-CD细胞可以完全的杀灭U251与U251-CD的混合细胞。
结论：制备的经γ-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的Fe3O4磁性纳米颗粒粒径小，生物相容性提高，达到作为基因载体应用于胶质瘤靶向联合基因治疗要求。超顺磁性Fe3O4纳米颗粒基因转运体系在体外U251胶质瘤细胞系应用中转染效果显著。Fe3O4MNP/CD/5-FC胶质瘤基因治疗系统应用于胶瘤基因治疗体外试验抑瘤效果突出，可应用于下一步动物体内实验检测。
第二章
目的:在第一章的Fe3O4MNP/CD/5-FC胶质瘤基因治疗系统成功研发的基础上，为优化该基因治疗系统，研发wt-p53、wt-p16基因联合胞嘧啶脱氨酶( Cytosine Deaminase，CD)/5-FC系统治疗神经胶质瘤的可行性，以期能提高胶质瘤化疗效果及逆转胶质瘤干细胞对化疗药物产生多药耐药性。
方法:分离培养并鉴定U251细胞系及30例临床胶质瘤病理标本(WHOⅢ级、IV级)的胶质胶干细胞。利用Fe3O4MNP为基因载体分别将质粒pCDNA3.1-
p16、pYD5-p53，及pCMVCD转染至U251细胞、各组病理组织分离的胶质瘤细胞及其胶质瘤干细胞(Glioma stemcells，GSC)。采用RT-PCR、Western blotting检测目标基因转染后在相应的细胞中的表达情况。MTT法检测不同基因治疗方案的U251细胞及U251GSC细胞的对CD/5-FC的治疗敏感性；并检测四种临床常用化疗药物VM-26，VP-16，TMZ，5-FU对不同基因治疗方案的U251及U251GSC的生长抑制率。使用AnnexinV-PI双染法对10例病理标本分离出来的并经转染后的各组Ⅲ～IV级胶质瘤细胞实施不同的基因治疗方案后的细胞凋亡情况进行检测。
结果:成功以Fe3O4 MNP为载体将wt-p53、wt-p16，及CD基因转染U251细胞、30例病理标本分离出来胶质瘤细胞，及其胶质瘤干细胞，并稳定表达。RT-PCR、Western blotting检测结果显示胶质瘤细胞和胶质瘤干细胞的目标基因表达情况无差别(p<0.01)。体外转染wt-p53、wt-p16基因都能明显提高CD/5-FC人对U251细胞系的化疗效果。以VM-26、VP16、TMZ，5-FU的1倍血浆峰浓度值的细胞增殖抑制率，各化疗药物组对U251胶质瘤细胞的体外增殖均有不同程度的抑制，以TMZ效果最好；但U251GCS对各种化疗敏感度均较U251细胞明显下降(p<0.01)，其中TMZ效果最好；P53/P16转染组U251GCS对VM-26、VP16、TMZ，5-FU的敏感性较U251GCS均明显提高(p<0.01)，TMZ效果仍是最好。对10例病理标本分离出来的并经转染后的各组Ⅲ～IV级胶质干瘤细胞实施不同的基因治疗方案后的细胞凋亡情况进行检测结果显示CD/P53/P16联合组胶质干瘤细胞凋亡率(46.32±12.78％)高于对照组(1.53±1.22％)及
P53(30.1±10.45％)、P16(33.10±9.89％)单独转染组(p<0.01)。CD/P53/P16/5-FC组(89.87±9.02％)明显高于CD/P53/P16/5-FU组
(60.18±6.23％)(p<0.01)。
结论:基于Fe3O4磁性纳米基因载体的p53、p16联合CD/5-FC系统基因治疗体系可作为临床上胶质瘤治疗方案的一种可能选择，可在体外有效的杀灭胶质瘤细胞及胶质瘤干细胞，该基因治疗系统对肿瘤细胞杀伤作用的机理与凋亡相关。另外，该体系能逆转胶质瘤干细胞对多种临床常用的化疗药物的耐药性，明显提高化疗效果。
第三章 Fe3O4 MNP介导CD/5-FC系统联合wt-p53及wt-p16治疗恶性胶质瘤的动物实验研究
目的：Fe3O4磁性纳米基因载体在体内的转染效果及静脉注射时体内分布情况。在胶质瘤干细胞裸鼠皮下成瘤动物模型中验证本课题研发的“基于Fe3O4磁性纳米基因载体的p53、p16联合CD/5-FC系统基因治疗体系”的治疗效果。实施体内磁靶向定位基因治疗，并观察该基因治疗体系的全身副作用。
方法：建立胶质瘤干细胞皮下荷瘤裸鼠模型。原子吸收分光光度计检测Fe3O4MNP在裸鼠体内的磁靶向定位效果及体内分布情况。免疫组化检测各目标基因的蛋白在动物模型胶质瘤组织中的表达，并采用TUNEL原位凋亡试剂盒检测各组肿瘤组织细胞凋亡情况。效液相色谱法检测5-FC体内转化为5-FU情况。体内抑瘤实验检测不同基因治疗方案下各组胶质瘤干细胞在裸鼠皮下成瘤体积，计算抑瘤率，评定治疗效果，并观察裸鼠体重的变化。对比
CD/P53/P16转染组5-FC与5-FU的治疗效果及全向副作用。
结果：成功建立胶质瘤干细胞皮下荷瘤裸鼠模型，一般在接种后14d可见较明显皮下结节的形成。在体外肿瘤表面施加4000高斯磁场时，鼠尾静脉注射磁性纳米颗粒溶液后45min，实验组的肿瘤组织铁元素含量(μg/g)为91.46±19.94，远高于对照组30.23±6.34，(p<0.01)。说明在磁场作用下
Fe3O4MNP定向向肿瘤组织移动，大量聚集在肿瘤组织内造成铁元素含量明显升高，另外脑组织铁含量也较正常对照组明显升高p<0.01>，说明Fe3O4MNP透过血脑屏障能力显著。wt-p53、wt-p16能够显著的裸鼠荷瘤的体积，并减少荷瘤裸鼠体重的下降。荷瘤裸鼠BALB/c-CD/p53/p16腹腔注射5-FC后Sd起皮下肿瘤体积明显缩小，经高效液相色谱对肿瘤组织均浆检测出5-FU。而荷瘤裸鼠BALB/c-CD/p53/p16腹腔注射5-FU后1M内肿瘤体积未见缩小，反而进行性恶化。5-FC治疗组对裸鼠骨髓抑制、血常规、肝功能影响明显小于5-FU治疗组(p<0.01)。各组荷瘤裸鼠TUNEL检测凋亡情况结果与第二章体外检测结果一致。对12例不同的胶质瘤病理组织分离培养的胶质瘤干细胞裸鼠皮下形成的胶质瘤行体内Fe3O4MNP介导的CD/p53/p16基因治疗。12例中原病理组织
P53，P16免疫组化阳性率均为25％，基因治疗总有效率为33070(4/12)，微效率为25％(3/12)，无效率为25％(3/12)，恶化率为17％(1/12)。
结论：基于Fe3O4磁性纳米基因载体的p53、p16联合CD/5-FC系统基因治疗体系可作为临床上胶质瘤治疗方案的一种可能选择，可在胶质瘤干细胞皮下荷瘤裸鼠模型体内有效抑制胶质瘤生长，在5-FC治疗时能有效的缩小己生成胶质瘤体积，该基因治疗系统对肿瘤细胞杀伤作用的机理与凋亡相关，体内外实验结果相符。
8.期刊论文李慧.王大新.顾健超顺磁性纳米颗粒治疗肿瘤的应用进展-中国组织工程研究与临床康复
2009,13(51)
背景,近年来纳米颗粒在肿瘤热疗、基因载体研究、靶向药物治疗等方面得到迅速发展,特别是纳米颗粒载药系统已成为肿瘤治疗的又一突破口.目的:对超顺磁性纳米颗粒在医学领域特别是肿瘤治疗方面的应用及其机制进行概述.方法:应用计算机检索Medline数据库(2000-01/2009-10),以"Superparamagnetic,Nanoparticles,Targeting"为检索词;应用计算机检索中国期刊网(CNKI)(2005-01/2009-10),万方数据库(2005-01/2009-10),以"磁性、纳米颗粒、靶向"为检索词.结果与结论:共收集123篇关于磁性纳米颗粒靶向作用的文献,中文24篇,英文108篇.排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入30篇符合标准的文献.超顺磁性纳米颗粒是指具有磁响应性的纳米级粒子,其直径一般小于30 nm,当磁性纳米粒子的粒径小于其超顺磁性临界尺寸时,粒子进入超磁性状态.超顺磁性纳米颗粒除了通过血液循环进入炎症肿瘤相关部位外,还可被广泛存在于肝脏、脾脏、淋巴结的网状细胞-内皮吞噬系统(reticulo-eneothelial system,RES)的细胞所识别.研究发现经过表面修饰的载药纳米颗粒,可跨血脑屏障转运,其机制可能与血脑屏障的连接结构--毛细血管,其内皮细胞通过低密度脂蛋白介导的胞吞作用有关.目前合成生物相容性磁性纳米颗粒的方法有很多,但最常用的合成生物相容Fe3O4磁性纳米颗粒的方法为共沉淀法.超顺磁性纳米颗粒在外加磁场的作用下可具有靶向性,且四氧化三铁的晶体对细胞无毒,其作为基因载体及药物载体被广泛应用于医学研究,为肿瘤的治疗开辟了新的途径.但对于外置磁场,如何全面的避开内皮吞噬系统的吞噬,防止治疗过程中药物性血栓的生成等尚存在不足.
9.期刊论文侯书芬.刘耀民四氧化三铁纳米颗粒的合成、自组装与磁性表征-濮阳职业技术学院学报2007,20(4) 用高温液相还原有机金属化合物的方法合成了粒径可控(3-10 nm)、具有较均匀的粒径分布的四氧化三铁纳米颗粒.由于较窄的颗粒尺寸分布,在适合的溶媒蒸发速度下,得到了四氧化三铁纳米颗粒的单层自组装结构.同时对该颗粒进行了磁学性质方面的研究,结果表明合成的四氧化三铁纳米颗粒在室温下具有超顺磁性质,在低温下为铁磁性.同时x光电子能谱分析结果证实了铁离子的价态以及验证了包裹在纳米颗粒表面的表面活性剂的存在.
10.学位论文徐晓雪医用Fe<,3>O<,4>纳米颗粒及其聚氨酯复合膜的制备与性能表征2006
本文采用湿化学法的三种不同工艺制备了磁性Fe3O4纳米颗粒，并且通过直接掺杂和利用乙醇作分散剂两种工艺合成了Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯薄膜。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)测试方法系统的研究了Fe3O4纳米颗粒的物相、尺寸与形貌和磁学性能；采用傅立叶红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)技术研究了Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯薄膜的组织结构与表面形貌特征，通过拉伸试验和血小板黏附试验研究了
Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯薄膜的力学性能和血液相容性。
研究结果表明，共沉淀法、水浴沉淀法和部分还原沉淀法均可制备出单一成分的Fe3O4纳米颗粒，粒径均可达10nm以下，尺寸分布均匀，分散性好，呈立方体形状。磁学性能测试结果表明，Fe3O4纳米颗粒饱和磁化强度较高，并且随纳米颗粒粒径减小，磁性能下降。
傅立叶红外光谱研究结果表明，Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯薄膜中纳米颗粒与聚氨酯基体间为物理作用相互结合，无化学键形成，使得复合薄膜能够保持Fe3O4纳米颗粒的磁性能，具有磁性。
原子力显微镜研究结果表明掺杂了Fe3O4纳米颗粒的复合薄膜的表面粗糙度随纳米颗粒量的增加而增大，1﹪与5﹪纳米颗粒含量的Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯薄膜表面粗糙度能够很好的符合生物医用材料的要求，适于应用为血管支架涂层。
拉伸曲线表明，Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯薄膜的弹性虽然因为纳米颗粒的掺杂而有所降低，但其仍远远大于支架材料本身的弹性。而Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯薄膜的强度并不是简单的随纳米颗粒量的增加而增大，1﹪与10﹪纳米颗粒含量的复合薄膜的拉伸强度优于5﹪纳米颗粒含量的薄膜。
血小板黏附实验结果表明，与纯的聚氨酯膜相比，聚氨酯复合薄膜的血小板黏附数量和激活程度只有很小程度的增加，说明Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯薄膜的血液相容性很好。
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纳米四氧化三铁的应用
纳米四氧化三铁的应用一、纳米四氧化三铁的简介 四氧化三铁是一种常用的磁性材料，又称氧化铁黑,呈黑色或灰蓝色。四氧化三铁是一种铁酸盐，即Fe2+Fe3+（Fe3+O4）（即FeFe（FeO4）前面2+和3+代表铁的价态）。在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原子显+3价，所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物，可表示为FeO〃Fe2O3，而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。化学式：Fe3O4，分子量231.54，硬度很大，具有磁性，可以看成是氧化亚铁和氧化铁组成的化合物。逆尖晶石型、立方晶系，密度 5.18g/cm3。熔点1867.5K(1594.5℃)。它不溶于水，也不能与水反应。与酸反应，不溶于碱，也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 在外磁场下能够定向 移动，粒径在一定范围之 内具有超顺磁性，以及在 外加交变电磁场作用下能 产生热量等特性，其化学 性能稳定，因而用途相当 广泛。 纳米四氧化三铁置于介质中，采用胶溶化法和添加改性剂及分散剂的方法，通过
在颗粒表面形成吸附双电层结构阻止纳米粒子团聚，制备稳定分散的水基和有机基纳米磁性液体。制备的磁性液体2～12个月都能很好的分散着，磁性液体中颗粒平均粒径为16～35nm之间。 通过大量实验，确定了最佳的工艺配方和工艺路线，工艺简单安全，能耗低，并保持了磁性颗粒的粒径在纳米量级，并且经磁性能测试可得磁性颗粒具有超顺磁性，其技术指标达到并超过国内外磁性纳米四氧化三铁性能，为国内各种磁流体的应用提供了基础。 二、纳米四氧化三铁的配置方法 由于纳米四氧化三铁特殊的理化学性质 , 使其在实际应用中越来越广泛 , 而其制备方法和性质的研究也得到了深入的进展。磁性纳米微粒的制备方法主要有物理方法和化学方法。物理方法制备纳米微粒一般采用真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等。但是用物理方法制备的样品一产品纯度低、颗粒分布不均匀 , 易被氧化 , 且很难制备出10nm 以下的纳米微粒 , 所以在工业生产和试验中很少被采纳。 化学方法主要有共沉淀法、溶胶 - 凝胶法、微乳液法、水解法、水热法等。采用化学方法获得的纳米微粒的粒子一般质量较好 , 颗粒度较小 , 操作方法也较为容易 , 生产成本也较低 , 是目前研究、生产中主要采用的方法。
(完整版)金属纳米颗粒制备中的还原剂与修饰剂の总结,推荐文档
《金属纳米颗粒制备中的还原剂与修饰剂》总结 一：金属纳米材料具有表面效应（比表面积大，表面原子多，表面原子可与其他原子结合稳定下来，使材料化学活性提高。）和量子尺寸效应，因而有不同于体相材料的光学、电磁学、化学特性。 目前制备方法为液相合成（操作简便、成本低、产量高、颗粒单分散性好）。——以金属盐或金属化合物为原料将其还原得到金属原子后聚集成金属纳米粒子。而金属纳米粒子比表面积大、物化活性高、易氧化、易团聚，所以需要引入修饰剂来控制形貌、稳定或分散纳米颗粒。 液相还原法按照溶剂不同可分为有机溶剂合成法（结晶性好、单分散性好、形貌易控、不能直接用于生物体系、环境不友好）和水溶液合成法（水溶性、制备方法简单环保、成本低、颗粒大小不均一）。按照还原手段不同可分为化学试剂还原法、辐射还原法、电化学还原法。 二：化学试剂还原法中常用的还原剂及其还原机理 还原能力不同：1）强还原剂（硼氢化物、水合肼、氢气、四丁基硼氢化物），还原能力强、反应速率快、纳米颗粒多为球形或类球形、尺寸小。2）弱还原剂（柠檬酸钠、酒石酸钾、胺类化合物、葡萄糖、抗坏血酸、次亚磷酸钠、亚磷酸钠、醇类化合物、醛类化合物、双氧水、DMF），反应体系一般需要加热。例如多元羟基类化合物可做溶剂和还原剂，通过控制反应条件可制备多种形貌的材料。柠檬酸钠、抗坏血酸做还原剂的同时可做保护剂。（一）无机类还原剂 1，硼氢化物（硼氢化钠钾、硼氢化四丁基铵TBAB），硼氢化钠化学性质活波与水反应放出 氢气，与金属盐反应时所需浓度低。 2，氢化铝锂，还原性极强，应用不及硼氢化钠。 3，水合肼N2H4·H2O，应用广泛。在碱性介质中为强还原剂。 4，双氧水。 5,有机金属化合物，二茂铁还原制备银纳米线。 6，氢气，（可以合成相当稳定无保护的可进一步修饰的银纳米颗粒。），控制反应时间可以得到相当大尺寸跨度的纳米颗粒，进一步处理如过滤离心可以得到尺寸分布窄的颗粒。 7，次亚磷酸盐，弱还原剂，因为容易与氧气反应所以一般用3-4倍。酸性条件下反应速度加快，认为酸性条件下利于次亚磷酸像活泼型转变。
纳米材料的制备方法
1化学气相沉积法 1.1化学气相沉积法的原理 化学气相沉积法(Chemical Vapour Deposition (CVD) )是通过气相或者在基板表面上的化学反应，在基板上形成薄膜。化学气相沉积方法实际上是化学反应方法，因此。用CVD方法可以制备各种物质的薄膜材料。通过反应气体的组合可以制备各种组成的薄膜，也可以制备具有完全新的结构和组成的薄膜材料，而且即使是高熔点物质也可以在很低的温度下制备。 用化学气相沉积法可以制备各种薄膜材料、包括单元素物、化合物、氧化物、氮化物、碳化物等。采用各种反应形式，选择适当的制备条件——基板温度、气体组成、浓度和压强、可以得到具有各种性质的薄膜构料。化学气相沉积的化学反应形式．主要有热分解反应、氢还原反应、金属还原反应、基板还原反应、化学输运反应、氧化反应、加水分解反应、等离子体和激光激发反应等。 化学气相沉积法制备纳米碳材料的原理是碳氢化合物在较低温度下与金属纳米颗粒接触时通过其催化作用而直接生成。化学气相沉积法制备碳纳米管的工艺是基于气相生长碳纤维的制备工艺。在研究气相生长碳纤维早期工作中就己经发现有直径很细的空心管状碳纤维，但遗憾的是没有对其进行更详细的研究[4]。直到Iijima在高分辨透射电子显微镜发现产物中有纳米级碳管存在，才开始真正的以碳纳米管的名义进行广泛而深入的研究。 化学气相沉积法制备碳纳米管的原料气，国际上主要采用乙炔，但也采用许多别的碳源气体，如甲烷、一氧化碳、乙烯、丙烯、丁烯、甲醇、乙醇、二甲苯等。在过渡金属催化剂铁钴镍催化生成的碳纳米管时，使用含铁催化剂，多数得到多壁碳纳米管；使用含钴催化剂，大多数的实验得到多壁碳纳米管；过渡金属的混合物比单一金属合成碳纳米管更有效。铁镍合金多合成多壁碳纳米管，铁钴合金相比较更容易制得单壁碳纳米管。此外，两种金属的混合物作为催化剂可以大大促进碳纳米管的生长。许多文献证实铁、钴、镍任意两种的混合物或者其他金属与铁、钴、镍任何一种的混合物均对碳纳米管的生长具有显著的提高作用，不仅可以提高催化剂的性能，而且可以提高产物的质量或者降低反应温度。催化裂解二甲苯时，将适量金属铽与铁混合，可以提高多壁碳纳米管的纯度和规则度。因而，包括像烃及一氧化碳等可在催化剂上裂解或歧化生成碳的物料均有形成碳纳米管的可能。Lee Y T 等[5]讨论了以铁分散的二氧化硅为基体，乙炔为碳源所制备的垂直生长的碳纳米管阵列的生长机理，并提出了碳纳米管的生长模型。Mukhopdayya K等[6]提出了一种简单而新颖的低温制备碳纳米管阵列的方法。该法以沸石为基体，以钴和钒为催化剂，仍是以乙炔气体为碳源。Pna Z W等[7]以乙炔为碳源，铁畦纳米复合物为基体高效生长出开口的多壁碳纳米管阵列。 1.2评价 化学气相沉积法该法制备的纳米微粒颗粒均匀，纯度高，粒度小，分散性好，化学反应活性高，工艺可控和连续，可对整个基体进行沉积等优点。此外，化学气相沉积法因其制备工艺简单，设备投入少，操作方便，适于大规模生产而显示出它的工业应用前景。因此，化学气相沉积法成为实现可控合成技术的一种有效途径。化学气相沉积法缺点是衬底温度高。随着其它相关技术的发展，由此衍生出来的许多新技术，如金属有机化学缺陷相沉积、热丝化学气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积及激光诱导化学气相沉积等技术。化学气相沉积法是纳米薄膜材料制备中使用最多的一种工艺，广泛应用于各种结构材料和功能材料的制备。用化学气相沉积法可以制备几乎所有的金属，氧化物、氮化物、碳化合物、复合氧化物等膜材料。总之，随着纳米材料制备技术的不断完善，化学气相沉积法将会得到更广泛的应用。
纳米材料的制备方法及其研究进展
纳米材料的制备方法及其研究进展纳米材料的制备及其研究进展 摘要:综述了纳米材料的结构、性能及发展历史;介绍了纳米材料的制备方法及最新进展;概述了纳米材料在各方面的应用状况和前景;讨论了目前纳米材料制备中存在的问题。 关键词:纳米材料;结构与性能;制备技术;应用前景;研究进展 1 引言 纳米微粒是由数目极少的原子或分子组成的原子群或分子群，微粒具有壳层结构。由于微粒的表面层占很大比重，所以纳米材料实际是晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组合，纳米材料具有大量的界面，晶界原子达15%-50%。 这些特殊的结构使得纳米材料具有独特的体积效应、表面效应，量子尺寸效应、宏观量子隧道效应，从而使其具有奇异的力学、电学、磁学、热学、光学、化学活性、催化和超导性能等特性，使纳米材料在国防、电子、化工、冶金、轻工、航空、陶瓷、核技术、催化剂、医药等领域具有重要的应用价值，美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”，欧共体的“尤里卡计划”等都将纳米材料的研究列入重点发展计划;日本在10年纳米微粒的制备方法 1 纳米微粒的制备方法一般可分为物理方法和化学方法。制备的关键是如何控制颗粒的大小和获得较窄且均匀的粒度分布。 1.1 物理方法 1.1.1 蒸发冷凝法
又称为物理气相沉积法，是用真空蒸发、激光、电弧高频感应、电子束照射等方法使原料气化或形成等离子体，然后在介质中骤冷使之凝结。特点:纯度高、结晶组织好、粒度可控;但技术设备要求高。根据加热源的不同有: (1)真空蒸发-冷凝法其原理是在高纯度惰性气氛(Ar,He)下，对蒸发物质进行真空加热蒸发，蒸气在气体介质中冷凝形成超细微粒。1984年Leiter[2]等首次用惰性气体沉积和原位成型方法，研制成功了Pd、Cu、Fe 等纳米级金属材料。1987 年Siegles[3]采用该法又成功地制备了纳米级TiO2 陶瓷材料。这种方法是目前制备纳米微粒的主要方法。特点:粒径可控，纯度较高，可制得粒径为5~10nm的微粒。但仅适用于制备低熔点、成分单一的物质，在合成金属氧化物、氮化物等高熔点物质的纳米微粒时还存在局限性。 (2)激光加热蒸发法是以激光为快速加热源，使气相反应物分子是利用高压气体雾化器将-20~-40OC的氦气和氩气以3倍于音速的速度射入熔融材料的液流是以高频线圈为热源，使坩埚是用等离子体将金属等的粉末熔融、蒸发和冷凝以获得纳米微粒。特点:微粒纯度较高，粒度均匀，是制备氧化物、氮化物、碳化物系列、金属系列和金属合金系列纳米微粒的最有效的方法，同时为高沸点金属纳米微粒的制备开辟了前景。但离子枪寿命短、功率小、热效率低。目前新开发出的电弧气化法和混合等离子体法有望克服以上缺点。 (6)电子束照射法1995年许并社等人[4]利用高能电子束照射母材，成功地获 得了表面非常洁净的纳米微粒，母材一般选用该金属的氧化物，如用电子束照射 Al2O3 后，表层的Al-O 键被高能电子“切断”，蒸发的Al原子通过瞬间冷凝，形核、长大，形成Al的纳米微粒，但目前该方法获得的纳米微粒限于金属纳 米微粒。 1.1.2 物理粉碎法
软磁性四氧化三铁纳米粒子的共沉淀法合成及磁性
软磁性四氧化三铁纳米粒子的共沉淀法合成及磁性 一、实验目的 1.掌握共沉淀法合成无机功能材料的原理和方法。 2.掌握XRD、SEM进行无机材料的晶相，形态分析方法。 3.理解并测试磁性材料的基本性能参数。 二、实验原理 近年来，纳米Fe3O4颗粒的制备及性能研究受到广泛关注。Fe3O4纳米颗粒在磁记录、微波吸波、废水净化，特别是核磁共振成像、药物运输和热磁疗等生物学领域有着巨大的应用价值。纳米材料的粒径是影响其物理化学性质的重要因素，不同的应用领域对Fe3O4纳米颗粒的粒径有着不同的要求。因此制备尺寸和性能可调的纳米Fe3O4颗粒有着十分重要的意义。制备Fe3O4纳米颗粒的方法有很多：如沉淀法、水热和溶剂热法、微乳液法、溶胶-凝胶法等，但制备粒径可调的Fe3O4纳米颗粒的方法却并不多。其中一些方法涉及的反应条件苛刻而且工序复杂，给工业生产带来了极大的不便，寻求一种简便有效的方法来实现粒径调控的纳米Fe3O4颗粒的制备显得尤为重要。 沉淀法实在原料溶液中加入适当的沉淀剂，使得原料溶液中的阳离子形成各种形式的沉淀物的方法。沉淀颗粒的大小和形状可由反应条件来控制，然后再经过滤、洗涤、干燥，有时还需经过加热分解等工艺过程二得到陶瓷粉体。沉淀法又可分为直接沉淀法、共沉淀法和均匀沉淀法。 直接沉淀法是使溶液中的某一种金属阳离子发生化学反应二形成沉淀物，其优点是可以制备高纯度的氧化物粉体。 化学共沉淀法一般是把化学原料以溶液状态混合。并向溶液加入适当的沉淀剂，使溶液中已经混合均匀的各个组分按化学计量比共同沉淀出来，或者在溶液中先反应沉淀出一种中间产物，再把它煅烧分解。由于反应在液相中可以均匀进行，从而获得在微观线度中按化学计量比混合的产物。共沉淀法是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物粉体的重要方法。 Fe3O4纳米粒子付费共沉淀制备反应如下： Fe2++2Fe3++8OH—→Fe3O4+4H2O 在室温或者更高温度惰性氛围下，通过共沉淀Fe2+/Fe3+盐溶液合成Fe3O4，此法简便易得。磁性纳米粒子的粒径、形状及组成取决于所用盐的种类（如氯酸盐、硫酸盐、硝酸盐）、Fe2+/Fe3+的比率、反应温度、pH值以及介质的离子强度。 共沉淀法最大的困难是如何阻止粒子的团聚现象。近年来，通过使用有机添加剂作为固定剂或还原介质，在制备不同尺寸单分散磁性纳米粒子的方法上有了重大的改进。 三、实验设备及材料 实验设备：容量瓶，烧杯，分析天平，水浴锅，搅拌器，鼓风干燥箱，电动搅拌机，酸度计（ph试纸）
纳米四氧化三铁的应用
精心整理纳米四氧化三铁的应用 一、纳米四氧化三铁的简介 ）前面 显+2与大， 胶溶化法和添加改性剂及分散剂的方 法，通过在颗粒表面形成吸附双电层结 构阻止纳米粒子团聚，制备稳定分散的 水基和有机基纳米磁性液体。制备的磁
性液体2～12个月都能很好的分散着，磁性液体中颗粒平均粒径为16～35nm之间。 通过大量实验，确定了最佳的工艺配方和工艺路线，工艺简单安全，能耗低，并保持了磁性颗粒的粒径在纳米量级，并且经磁性能测试可得磁性颗粒具有超顺磁性，其技术指标达到并超过国内外磁性纳米四氧化三铁性能，为国内各种磁流体的应用提供了基础。 二、 泛, ,所 ,操 磁性 目前,制备磁性Fe3O4纳米颗粒方法的机理已研究得很透彻,归结起来一般分为两种。一是采用二价和三价铁盐,通过一定条件下的反应得到磁性Fe3O4纳米颗粒;另一种则是用三价铁盐,在一定条件下转变为三价的氢氧化物,最后通过烘干、煅烧等手段得到磁性Fe3O4纳米颗 粒。
（一）共沉淀法 沉淀法是在包含两种或两种以上金属离子的可溶性盐溶液中,加入适当的沉淀剂,使金属离子均匀沉淀或结晶出来,再将沉淀物脱水或热分解而制得纳米微粉。 （二）溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶方法(Sol-Gel)是日本科学家Sugimoto等于上世纪90年代发展 ,油(OΠ , 对实验设备和制备条件方面的要求相对高一些,因而大多数也只停留在研究阶段。 三、纳米四氧化三铁的应用 当粒子的尺寸降至纳米量级时,由于纳米粒子的小尺寸效应、表面效
应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等的影响,使其具有不同于常规体相材料的特殊的磁性质。这也使其在工业、生物医药等领域有着特殊的应用。（一）生物医药 磁性高分子微球（也称免疫磁性微球）是一种由磁性纳米颗粒和高分子骨架材料制备而成的生物医用材料，其中的高分子材料包括聚苯乙烯、硅烷、聚乙烯、聚丙烯酸、淀粉、葡聚糖、明胶、白蛋白、乙基纤维素等，骨架 .用 能长期稳定的存在，不产生沉淀与分离。目前，磁性流体已经广泛应用于选矿技术、精密研磨、磁性液体阻尼装置、磁性液体密封、磁性液体轴承、磁性液体印刷、磁性液体润滑、磁性液体燃料、磁性液体染料、磁性液体速度传感器和加速度传感器、磁性液体变频器、磁性液体陀螺仪、水下低
一种纳米金颗粒的制备方法
说明书摘要 本发明公开了一种纳米金颗粒的制备方法，其步骤如下：（1）在去离子水中加入氯金酸溶液、CTAC、硼氢化钠溶液，得到老化的种子溶液；（2）在去离子水中加入氯金酸溶液、CTAC、溴化钠溶液、抗坏血酸溶液，得到生长溶液1；（3）在去离子水中加入氯金酸溶液、CTAC、溴化钠溶液、抗坏血酸溶液，得到生长溶液2；（4）取（1）中的老化好的种子溶液加入到（2）中的生长溶液1，反应完全后得一次生长的Au纳米颗粒分散溶液；（5）取（4）中的溶液加入到（3）中的生长溶液2，反应完全后得二次生长的Au纳米颗粒分散溶液，即为最终的Au纳米颗粒。本发明以水为基液，具有经济性好、操作简单、分散性好的优点，所获得的产品粒径大小比较均匀，且可控，从10 nm到100 nm均可获得。
权利要求书 1、一种纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下： （1）在5~20 ml去离子水中加入0.001 ~ 0.2 ml氯金酸溶液，然后加入0.01 ~1 g CTAC，与氯金酸溶液混合后均匀后，再加入0.01 ~ 1 mL硼氢化钠溶液，摇晃10 ~ 20 s将溶液混合均匀，静置30 ~ 60 min 后得到老化的种子溶液； （2）在5~20 ml去离子水中加入0.001 ~ 1 ml氯金酸溶液，然后加入0.01 ~1 g CTAC，再加入0 .001~ 0.01 mL溴化钠溶液，超声震荡0.5 ~ 5 min将溶液混合均匀，接着加入0.01 ~ 1 mL抗坏血酸溶液，摇晃30 ~ 60 s使溶液混合均匀后得到无色透明的生长溶液1； （3）在5~20 ml去离子水中加入0.001 ~ 1 ml氯金酸溶液，然后加入0.01 ~1 g CTAC，再加入0.001 ~ 0.01 mL溴化钠溶液，超声震荡0.5 ~ 5 min将溶液混合均匀，接着加入0.001 ~ 1 mL抗坏血酸溶液，摇晃30 ~ 60 s使溶液混合均匀后得到无色透明的生长溶液2； （4）取（1）中的老化好的种子溶液1 ~ 100 μL加入到（2）中配置好的生长溶液1，摇晃10 ~ 20 s使溶液混合均匀后，在30 ℃条件下放置5 ~ 30 min使其反应完全，得一次生长的Au纳米颗粒分散溶液； （5）取（4）中的溶液1 ~ 100 μL加入到（3）中配置好的生长溶液2，摇晃10 ~ 20 s使溶液混合均匀后，在30 ℃条件下放置10 ~60 min使其反应完全，得二次生长的Au纳米颗粒分散溶液，即为最终的Au纳米颗粒。 2、根据权利要求1所述的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述Au纳米颗粒的粒径为10 nm到100 nm。 3、根据权利要求1所述的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述氯金酸溶液的浓度为0.01 mol/L。 4、根据权利要求1所述的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述氯金酸溶液的浓度为0.00025 mol/L。 5、根据权利要求1所述的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于
金纳米粒子的制备方法
金纳米粒子的制备方法 由于不同状态的纳米粒子的性质有较大的差异,故人们已经尝试很多方法用简单和多样的合成方法制备特定形貌和大小的金纳米粒子,如纳米线、纳米棒、纳米球纳米片和纳米立方。下面将介绍下目前合成金纳米粒子最常用的方法。 1梓檬酸盐还原法 目前在众多的合成金纳米粒子方法中,最方便的方法是还原Au的衍生物。很长的一段时间最流行的方法是在1951年Turkevitch提出的水溶液中用梓檬酸盐还原HAuCl4的方法,可得到20mn左右的金纳米粒子。金纳米粒子在水溶液中合成的方法主要分为三个步骤:第一,金的盐溶液在适当的溶液中分解;第二,在某种还原剂中还原金的盐溶液;最后,在稳定剂中合成稳定的金纳米粒子。目前,最流行的制备金纳米粒子的方法是在加热的条件下,在水溶液中用梓檬酸盐还原HAuCl4。对于这个方法,通过改变金的浓度和梓檬酸盐的浓度,可以制备出大量的平均粒度的金纳米粒子。 2 Brust-Schiffrin法:两相合成并通过硫醇稳定 人们于1994年提出了合成金纳米粒子的Brust-Schiffrin方法。由于热稳定合成方法简单易行,在不到十年的时间内,此方法在所有领域都有重要的影响。金纳米粒子在有机溶剂中能分散和再溶解,并且没有不可逆的团聚或分解。作为有机分子化合物,它们能很容易的控制和功能化。Faraday的两相合成体系给予合成技术一定的启发,由于Au和S的软性质,这种方法便利用硫醇配体强烈绑住金。四正辛基溴化按作为相转移试剂将AuCV转移到甲苯溶液中,并用NaBH4在正十二硫醇中还原AuCLT。在NaBH4还原过程中,橙色相在几秒内向
深棕色转变(图1): 图1 Au化合物在硫醇溶液中被还原,其Au纳米粒子表面被有机外壳所覆盖 其反应机理如下: 3其它含硫配体 其它含硫配体已经用于稳定金纳米粒子,如黄酸盐和二硫化物等。二硫化物不如硫醇的稳定,但是在催化方面有明显的效果。同样,硫醚不能很好的约束金纳米粒子,但是Rheinhout 团队利用聚硫醚就能很好的解决这个问题。另外,利用碘氧化以硫醇为包覆剂的金纳米粒子,使其分解为金的碘化物和二硫化物。Crook等人利用这一现象制备了以金纳米粒子为模版的环胡精的空心球。 4微乳液,反向胶束,表面活性剂,细胞膜和聚合电解质类 在有或是没有硫醇溶液的情况下,使用微乳液,共聚物胶束,反相胶束,表面活性剂,细胞膜和其它两亲物都是合成稳定的金纳米粒子重要探究领域。用表面活性剂合成的两相系统会引起微乳液或是胶束的形成,将金属离子从水相抽离到有机相,从而维持良好的微环境。表面活性剂的双重角色和硫醇与金纳米粒子的相互作用可以控制金纳米粒子或是纳米晶体的稳定和生长。聚合电解质也广泛用于金纳米粒子的合成。酸衍生的金纳米粒子的聚合电解质包覆剂己经通过带电的聚合电解质静电自组装 得到了。
纳米材料的概述及化工制备方法
目录 摘要 (1) 引言 (2) 1 纳米材料的概述 (3) 1.1纳米材料的定义 (3) 1.2纳米材料的制备方法 (4) 1.2.1机械法 (4) 1.2.2化学制备方法 (5) 2 微乳反应器原理 (6) 2.1微乳液 (6) 2.2微乳反应器原理 (7) 2.2.1分别增溶有反应物A、B的微乳液混合 (8) 2.2.2反应物A的微乳液与反应物B水溶液混合 (9) 2.2.3反应物A的微乳液与反应物B气体 (9) 2.3微乳反应器的形成及结构 (10) 2.3.1微乳液的形成机理 (10) 2.3.2微乳液的结构 (11) 3 微乳反应器的应用——纳米颗粒材料的制备 (12) 3.1纳米催化材料的制备 (12) 3.2聚合物纳粒的制备 (12) 3.3金属单质和合金的制备 (13) 3.4无机化合物纳粒的制备 (13) 3.5磁性氧化物颗粒的制备 (13) 结论 (14) 致谢 (16) 参考文献 (17)
摘要 本文从纳米粒子制备的角度出发，论述了微乳反应器的原理、形成与结构，并对微乳液在纳米材料制备领域中的应用状况进行了阐述。 并简单的对什么是纳米材料，纳米材料的一系列制备方法做了介绍，从而了解到微乳化法相对于其它制备方法的优缺点。 关键词:纳米粒子；微乳液；微乳反应器；纳米材料制备
引言 纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。早在二十世纪60年代,英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。1992年,《Nanostructured Materials》正式出版,标志着纳米材料学成为一门独立的科学。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。1982年，Boutonmt首先报道了应用微乳液制备出了纳米颗粒：用水合胼或者氢气还原在W／O型微乳液水核中的贵金属盐，得到了单分散的Pt，Pd，Ru，Ir金属颗粒（3～10nm）。从此以后，不断有文献报道用微乳液合成各种纳米粒子。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”,我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元(Bui1ding Blocks),纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。
3.7 金纳米粒子的合成方法
1 金纳米粒子的合成方法 1.1 物理法 物理法即采用高能消耗的方式将块体金细化成为纳米级小颗粒，主要包括块状固体粉碎法（又称为磨球法或机械研磨法）、气相法、电弧法、金属蒸汽溶剂化法、辐照分解和热分解等。辐照分解包括近红外辐照和紫外辐照。近红外辐照通过使硫醇包裹的纳米粒子的粒径变大，从而可以获得粒径较大的金纳米粒子；紫外辐照通过影响种子和胶束的协同作用，从而控制金纳米粒子的合成。另外，激光消融通过对温度、反应器位置、异丙醇用量、超声场等实验条件的控制，可以合成形貌，粒径不同的金纳米粒子。总之，金纳米粒子合成的关键在于同时精确地控制其尺寸和形貌。通过物理法制备的金纳米粒子虽然纯度较高，但其产量低下，设备成本极高。 1.2 化学法 化学法主要是以金盐为原料，利用还原反应生成金纳米粒子，在形成过程中通过控制粒子的生长从而控制其尺寸。化学法主要包括水相氧化还原法、相转移法（主要为Brust法）、晶种生长法（又称种金生长法）、模板法、反相胶束法、湿化学合成法、电化学法、光化学法。相对物理法而言，化学法制备金纳米粒子所得到的产物粒径均匀、稳定性高，并且易于控制形貌，是最为方便和经济的方法。 1.2.1 水相氧化还原法 水相氧化还原法合成金纳米粒子主要是指在含有Au3+的溶液中，利用适当的还原剂（例如鞣酸，柠檬酸等，还原剂的选择根据所要合成的金纳米粒子的粒径而定），将Au3+还原成零价，从而聚集成粒径为纳米级的金纳米粒子。常见的方法有ＡＡ还原法、白磷还原法、柠檬酸钠还原法和鞣酸－柠檬酸钠还原法。制备粒径在5～12nm的金纳米粒子，一般采用ＡＡ还原或白磷还原HAuCl4溶液；制备粒径在大于12nm的金纳米粒子，则采用柠檬酸钠还原HAuCl4溶液。柠檬酸钠法还原Au3+合成金纳米粒子是最早且应用最为广泛的方法。 1951年，Turkevitch首次报道了柠檬酸钠还原HAuCl4溶液的方法制备金纳米粒子，其粒径分布在20nm左右。基于此，Frens发现，通过控制柠檬酸钠和金的比率来控制金纳米粒子的形成，从而可以得到特定尺寸（粒径可以控制在16～147 nm）的金纳米粒子。经典的Frens法至今仍得到了广泛的使用，用于保护和稳定金纳米粒子的柠檬酸根与金纳米粒子的结合能力较弱，易于被其他稳定剂所取代，因此可用于分析DNA，从而扩大了金纳米粒子的应用领域。
四氧化三铁综述
四氧化三铁纳米的制备应用及表征 摘要：总结了磁性纳米Fe3O4粒子的制备方法，有共沉淀法、超声波沉淀法、水热法、微乳液法、水解法、溶胶- 凝胶法，多元醇法等，并讨论了磁性纳米Fe3O4粒子在磁性液体、生物医学、微波吸附材料磁记录材料、催化剂载体等领域的应用。简述了Fe3O4得表征手段，最后对纳米Fe3O4的研究前景进行了展望。 关键词：四氧化三铁；磁性纳米颗粒；制备；应用；表征 The Preparation and Application of Fe3O4 Magnetic Nano- particles 【Abstract】The chemical preparation methods were summarized including co-precipitation,sol-gel method, microemulsion , hydro-thermal method etc. Based on the recent progress , relative meritsof those methods were analyzed. The application of Fe3O4nano-particles in magnetic fluid , magnetic recording materials , catalytical and microwave materials and medicine were introduced. 【Key Words】Fe3O4; magnetic nanoparticle; preparation; progress Fe3O4磁性纳米颗粒由于具有与生物组织的相容性、与尺寸和形貌有关的电学和磁学性能，且具有好的亲水性、生物兼容性、无毒和高的化学稳定性，所以成为生物磁应用方面的理想材料使其在电子与生物敏感材料，尤其是生物医学领域被人们广泛关注【1】。应用于生物技术的纳米颗粒需要优良的物理、化学以及磁学特性【2】：（1）具有高磁化率，使材料的磁性较强，一般为铁磁性纳米颗粒；（2）颗粒尺寸为6~15 nm（当颗粒直径小于15 nm 时，就变为单磁畴磁体而具有超顺磁性并且饱和磁化强度很高），比表面积高；（3）具备超顺磁性等。另一方面，磁性纳米颗粒表面需要被特种有机物质修饰，才能具有独特的生物医学功能。磁性纳米微粒的制备方法主要有物理方法和化学方法【3-4】。物理方法制备纳米微粒一般采用真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等。但是用物理方法制备的样品一般产品纯度低、颗粒分布不均匀，易被氧化，且很难制备出10nm以下的纳米微粒，所以在工业生产和试验中很少被采纳。化学方法主要有共沉淀法、超声波沉淀法、水热法、微乳液法、水解法、溶胶- 凝胶法，多元醇法等。采用化学方法获得的纳米微粒的粒子一般质量较好，颗粒度较小，操作方法也较为容易, 生产成本也较低, 是目前研究生产中主要采用的方法【5-8】。 1、制备方法 1.1共沉淀法 共沉淀法是在包含两种或两种以上金属离子的可溶性盐溶液中, 加入适当的沉淀剂, 使金属离子均匀沉淀或结晶出来, 再将沉淀物脱水或热分解而制得纳米微粉. 共沉淀法是目前最普遍使用的方法, 其反应原理是: Fe2++ Fe3++ 8OH＝＝Fe3O4+ 4H2O 付云芝【9】等采用共沉淀法制备出立方晶系的单分散、小粒径Fe3O4 颗粒。通过控制制备最佳条件为:铁盐溶液浓度为0. 5mol /L，沉淀剂溶液浓度为0. 2mo l/L，Fe2+：Fe3 +：OH- = 1. 00 ：1. 00 ：6. 00, 反应温度为30℃，搅拌速度为1000 r /m in. T. Fried【10】等在80℃氩气保护下将氨水缓慢滴加到FeCl2与FeCl3的混合溶液中得到纳米Fe3O4颗粒, 并使用油酸对其进行包覆，得到了平均粒径为2 nm 的Fe3O4颗粒膜。Yong- kang sun【11】等人采用部分限制共沉淀法，只是向酸化了的磁性纳米悬浮液中通入空气进行氧化的情况下制备了平均粒径为7 ~ 13 nm 的纳米Fe3O4。陈亭汝【12】等在搅拌速度较快的情况下，n ( Fe3+ ) /n( Fe2+ )为1. 8 ：1，熟化温度70℃，熟化时间30min，以氨水作沉淀剂最佳pH值是9左右，可制得
纳米材料制备方法综述
纳米材料制备方法综述 摘要：纳米材料由于其特殊性质，近年来受到人们极大的关注。随着纳米科技的发展，纳米材料的制备方法已日趋成熟。纳米材料的制备方法按物态一般可归纳为气相法、液相法、固相法。目前，各国科学家在纳米材料的研究方面已取得了显著的成果。纳米材料将推动21世纪的信息技术、医学、环境、自动化技术及能源科学的发展, 对生产力的发展产生深远的影响。 关键字：纳米材料，制备，固相法，液相法，气相法 近年来，纳米材料作为一种新型的材料得到了人们的广泛关注。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料，具有表面与界面效应，量子尺寸效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应，因而纳米具有很多奇特的性能，广泛应用于各个领域。为此，本文综述了纳米材料制备的各种方法并说明其优缺点。 目前纳米材料制备采用的方法按物态可分为：气相法、液相法和固相法。 一、气相法 气相法是将高温的蒸汽在冷阱中冷凝或在衬底上沉积和生长低维纳米材料的方法。气相法主要包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD），在某些情况下使用其他热源获得气源，如电阻加热法，高频感应电流加热法，混合等离子加热法，通电加热蒸发法。 1、物理气相沉积（PVD） 在PVD过程中没有化学反应产生，其主要过程是固体材料的蒸发和蒸发蒸气的冷凝或沉积。采用PVD可制备出高质量的纳米材料粉体。PVD可分为制备出高质量的纳米粉体。PVD可分为蒸气-冷凝法和溅射法。 1.1蒸气-冷凝法 此种制备方法是在低压的Ar、He等惰性气体中加热物质（如金属等），使其蒸发汽化, 然后在气体介质中冷凝后形成5-100 nm的纳米微粒。通过在纯净的惰性气体中的蒸发和冷凝过程获得较干净的纳米粉体。此方法制备的颗粒表面清洁，颗粒度整齐，生长条件易于控制，但是粒径分布范围狭窄。 1.2溅射法 用两块金属板分别作为阳极和阴极，阴极为蒸发用的材料，在两电极间充入Ar气(40～250Pa)，两电极间施加的电压范围为0.3～1.5kv。由于两极间的辉光放电使Ar离子形成，在电场的作用下Ar离子冲击阴极靶材表面，使靶材原产从其表面蒸发出来形成超微粒子．并在附着面上沉积下来。用溅射法制备纳米微粒有许多优点:可制备多种纳米金属，包括高熔
纳米四氧化三铁制备及其性质研究
纳米四氧化三铁制备及其性质研究 摘要：四氧化三铁是一种具有反尖晶石结构的铁氧体，由于其具有独特的物理、化学性质， 已经引起众多专家学者的关注。纳米四氧化三铁具有超顺磁性、小尺寸效应、量子隧道效应等使其能够区别于一般的四氧化三铁。目前在国内外，磁性纳米四氧化三铁已经在催化剂、造影成像、靶向给药、药物载体、DNA检测等应用领域表现出良好的应用前景。尤其随着纳米技术与高分子工程的快速发展，磁性纳米四氧化三铁在细胞分离、蛋白质分离、生物传感器、重金属吸附等领域越来越受到研究者的重视。同时，合成粒径小、分布窄且具有优良磁性、表面性能稳定、具有生物相容性安全的磁性纳米四氧化三铁也是各专家、学者研究的热点之一。 关键词：纳米四氧化三铁；磁性；合成 近年来，有关磁性纳米粒子的制备方法与性质备受关注。然而，由于磁性纳米粒子之间的作用力，如范德华力以及磁力作用，纳米四氧化三铁粒子极易发生团聚，使得比表面积降低，同时减弱了反应活性。通过添加高分子聚合物或表面活性剂对粒子表面进行改性，可以获得稳定分散的磁性纳米粒子，从而有效克服上述缺点。 1.实验部分 1.1 实验原理 化学共沉淀法是指在包含两种或两种以上金属阳离子的可溶性溶液中，加入适当沉淀剂，将金属离子均匀沉淀或结晶出来。具体反应方程式：Fe2+ +2Fe3+ +8OH-==Fe3O4 +4H2O.通常是把FeⅡ和FeⅢ的硫酸盐或氯化物溶液一物质的量比2比3的比例混合后，用过量的氨水或氢氧化钠在一定温度和pH下，高速搅拌进行沉淀反应，然后将沉淀过滤、洗涤、烘干，制得纳米四氧化三铁。 1.2仪器与试剂 三颈瓶，pH计，高速离心机，恒温水浴箱，真空干燥箱，紫外可见分光光度计，X射线衍射仪等 四水合氯化亚铁，六水合氯化铁，乙醇，十二烷基苯磺酸钠，油酸，氢氧化钠，盐酸等。1.3实验步骤 室温下，将四水合氯化亚铁和六水合氯化铁按物质的量比为1比2的比例混合放入三颈瓶中，加入200mL去离子水，然后加入一定量表面活性剂和油酸。高速搅拌下，向溶液中缓慢滴加0.1mol/L氢氧化钠溶液，至pH>11,继续搅拌1h使反应完全。反应结束后用磁铁进行固液分离，再用去离子水反复冲洗至中性，以除去多余电解质。在60℃下真空干燥24h. 1.5样品检验 相关资料
金纳米粒子的制备及表征研究
金纳米粒子的制备及表征研究 8四川化工第14卷 2019年第3期 金纳米粒子的制备及表征研究 王静 易中周 李自静 (红河学院理学院,云南蒙自,661100) 摘要 以氯金酸为原料,柠檬酸钠为保护剂,成功制备出金纳米粒子,并应用透射电镜和紫外 可见分光光度计对该实验样品进行了表征,结果表明此类纳米粒子尺寸均匀、呈球形单分 散分布。 关键词:纳米金 制备 表征 1 引言 金纳米粒子的制备已经报道了许许多多的方法,其中以柠檬酸盐做稳定剂和还原剂的 化学合成是最为经典的。控制Au(III)和柠檬酸盐的比例,Frens获得了不同尺寸的单分散 金纳米粒子,最小粒径为12nm。这一方法目前已经被广泛使用。由于柠檬酸盐稳定的Au纳米粒子无细胞毒性,在生物医学领域中具有广泛的应用。另一方面,人们为获得单分散或更 小尺寸具有生物相容性的胶体金纳米粒子,使用壳聚糖、多巴胺、氨基酸、环糊精等做稳 定剂和表面修饰的制备研究也有报道[1-4]。此类报道主要是针对体系中的保护剂做改变, 方法类似,但是所制备金纳米颗粒尺寸不是很均匀,分散性较差。 采用柠檬酸钠水溶液体系制备Au纳米粒子,不用加入制备纳米金胶体时常用的高分子 聚合物保护剂PVA(聚乙烯醇)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)等,并且柠檬酸钠对人体无毒副作用。在本研究中提出了一种简单的Au纳米粒子的化学制备方法。通过对胶体溶液UV Vis吸收 光谱和粒子的TEM表征,获得了良好球形和单分散的金纳米粒子,并且尺寸比其他文献所报 道的小,平均粒径只有7-8nm。同时对金纳米粒子成核机理进行了探讨。 [5] 2 1 试剂与仪器
HAuCl4溶液:用王水溶解99 99%纯金制备;柠檬酸钠(分析纯,天津市化学试剂一厂); 水为石英蒸馏器蒸馏的二次水。 仪器:Lambda900UV/VIS/NIR光谱仪(Per kinElmer公司);JEM 2000EX透射电子显微镜。 2 2 Au纳米粒子制备 在100mL烧杯中加入30mg柠檬酸钠水溶液,将其加热至95 ,然后将2ml0 6mg/mlHAuCl4加入水中,保持温度并定容,30分钟后冷却。2 3 纳米粒子的表征 Au纳米粒子用UV Vis吸收光谱表征和TEM表征,TEM的样品制备是将胶体溶液滴在碳 膜覆盖的铜网上,溶液挥发至干,然后在操作电压200kV时摄取TEM图像。 3 结果与机理探讨 3 1 UV Vis吸收光谱表征 当将HAuCl4加入到柠檬酸钠溶液时,溶液的颜色迅速的变成蓝色,随着加热时间增长, 又变为紫色,最后变为红色。当为红色时纳米Au胶体溶液已制备结束。 12 实验部分 第3期金纳米粒子的制备及表征研究粒子的UV Vis吸收光谱图[5,6]。3 2 TEM表征图2为柠檬酸钠水溶液体系所制备的Au纳米粒子的TEM 图。 9 柠檬酸钠还原为Au单质;然后,Au单质在柠檬酸钠保护下进行团聚和不断长大,最后成为Au纳米粒子,但是柠檬酸钠阻止了Au纳米粒子的进一步团聚,控制了较小粒径,并使其 颗粒均匀并呈球形分布。 图3 柠檬酸钠水溶液体系金纳米粒子的热化学合成机理 3 结论 通过较为严格温度控制的柠檬酸钠水溶液体系制备得到的Au纳米粒子: (1)尺寸均匀; (2)呈球形单分散分布;(3)平均粒径只有7-8nm。 参考文献 [1]Marie ChristineDaniel,DidierAstruc.GoldNanoparticles:As sembly,SupramolecularChemistry,Quantum Size RelatedProper
一维纳米材料的制备概述
学年论文 ` 题目：一维纳米材料的制备方法概述 学院：化学学院 专业年级：材料化学2011级 学生姓名：龚佩斯学号：20110513457 指导教师：周晴职称：助教
2015年3月26日 成绩 一维纳米材料制备方法概述 --气相法、液相法、模板法制备一维纳米材料 材料化学专业2011级龚佩斯 指导教师周晴 摘要：一维纳米材料碳纳米棒、碳纳米线等因其独特的用途成为国内外材料科学家的研究热点。然而关于如何制备出高性能的一维纳米材料正是各国科学家所探究的问题。本文概述了一维纳米材料的制备方法：气相法、液相法、模板法等。 关键词：一维纳米材料；制备方法；气相法；液相法；模板法 Abstract: the nanoscale materials such as carbon nanorods and carbon nanowires have become the focus of intensive research owing to their unique applications. but the question that how to make up highqulity one-dimentional nanostructure is discussing by Scientists all around the world. This parper has reviewed the preparation of one dimention nanomaterials ,such as vapor-state method, liqulid -state method ，template method and so on. Key words: one-dimention nanomaterials ; preparatinal method ; vapor-state method liqulid-state method ; template method 纳米材料是基本结构单元在1nm ~100nm之间的材料，按其尺度分类包括零维、一维、二维纳米材料。自80年代以来，零维纳米材料不论在理论上和实践中均取得了很大的进展；二维纳米材料在微型传感器中也早有应用。[1]一维纳米材料因其特殊的结构效应在介观物理、纳米级结构方面具有广阔的应用前景，它的制备研究为器件的微型化提供了材料基础。本文主要概述了近年来文献关于一维纳米材料的制备方法。 1 一维纳米材料的制备方法 近几年来，文献报导了制备一维纳米材料的多种方法，如溶胶-凝胶法、气相-溶液-固相法、声波降解法、溶剂热法、模板法、化学气相沉积法等。然而不同制备方法的纳米晶体生长机制各异。本文按不同生长机制分类概述，主要介绍气相法、液相法、模板法三大类制备方法。 1.1 气相法 在合成一维纳米结构时,气相合成可能是用得最多的方法。气相法中的主要机
纳米四氧化三铁
纳米四氧化三铁 简介 四氧化三铁是一种常用的磁性材料，又称氧化铁黑,呈黑色或灰蓝色。四氧化三铁是一种铁酸盐，即Fe2+Fe3+（Fe3+O4）（即FeFe（FeO4）前面2+和3+代表铁的价态）。在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原子显+3价，所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物，可表示为FeO-Fe2O3，而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。化学式：Fe3O4，分子量231.54，硬度很大，具有磁性，可以看成是氧化亚铁和氧化铁组成的化合物。逆尖晶石型、立方晶系，密度 5.18g/cm3。熔点1867.5K(1594.5℃)。它不溶于水，也不能与水反应。与酸反应，不溶于碱，也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 在外磁场下能够定向移动，粒径在一定范围之内具有超顺磁性，以及在外加交变电磁场作用下能产生热量等特性，其化学性能稳定，因而用途相当广泛。 纳米四氧化三铁置于介质中，采用胶溶化法和添加改性剂及分散剂的方法，通过在颗粒表面形成吸附双电层结构阻止纳米粒子团聚，制备稳定分散的水基和有机基纳米磁性液体。制备的磁性液体2～12个月都能很好的分散着，磁性液体中颗粒平均粒径为16～35nm之间。 通过大量实验，确定了最佳的工艺配方和工艺路线，工艺简单安全，能耗低，并保持了磁性颗粒的粒径在纳米量级，并且经磁性能测试可得磁性颗粒具有超顺磁性，其技术指标达到并超过国内外磁性纳米四氧化三铁性能，为国内各种磁流体的应用提供了基础。 制备方法 1、水热法制备纳米四氧化三铁（2012年） 聚乙二醇6000包被的四氧化三铁颗粒，采用X射线衍射法分析其构，用扫描电镜测量其直径及分布，用振动样品磁强计检测磁学参数。结果所 得样品为四氧化三铁晶体，粒径为200 nm，质量饱和磁场强度为79.8 em u／g Fe。结论：制备的样品粒径均一，分散性好，超顺磁性，水溶性好，可用于物理化学溶栓。 2、卟啉一磁性四氧化三铁纳米粒子的制备（2014年） 直接键合成法：卟啉与四氧化三铁纳米粒子表面直接形成化学键的制备方法。要求卟啉与四氧化三铁纳米粒子成键单元，如中心金属原子、羟基等。 用一锅高温合成法合成了单分散的油胺包覆四氧化三铁纳米粒子，在DMF 溶液中，原卟啉IX与多巴胺的偶联反应制备了连有多巴胺的原卟啉（PPD）,然后与四氧化三铁纳米粒子在甲醇中混合得到卟啉PPD，然后与四氧化三铁纳米粒子在甲醇中混合得到卟啉PPD包覆的四氧化三铁纳米粒子 (PPDNP)，其中粒度单一（＜7nm），具有清晰的晶格和高的结晶度，在室温有明确的超顺磁性行为。