纳米四氧化三铁的制备与表面改性.doc11
纳米四氧化三铁的制备与表面改性
化学与材料科学系09级应用化学1班刘立君李淑媛
摘要：由于纳米Fe3O4在光学、电学、热学、磁学、力学等方面独特的性质，对它的研究越来越多，且在各个领域的应用也越来越广泛，因此本文详细介绍了纳米四氧化三铁的各种制备方法，对其制备工艺的优缺点、应用前景、产品性能进行了详细的比较；并综述了纳米四氧化三铁的表面改性的方法，如有机改性、无机改性、偶联改性、小分子改性、大分子改性等改性手法，以及表面改性后各种纳米Fe3O4的特征与用途前景。
关键词纳米Fe3O4 综述表面改性
1引言
四氧化三铁的性质：四氧化三铁在常温常压状态下是一种具有强磁性的黑色粉末状晶体，潮湿状态的四氧化三铁在空气中容易氧化成三氧化二铁，二价铁离子被氧化成三价铁离子。四氧化三铁具有强磁性，四氧化三铁固体具有优良的导电性。因为在磁铁矿中，由于Fe2 +与Fe3 +在八面体位置上基本上是无序排列的，电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移，所以四氧化三铁固体具有优良的导电性能。X 射线研究表明，四氧化三铁是铁( III) 酸盐，即Fe2 +( Fe3 +O2 －2)2，称为“偏铁酸亚铁”，化学式为Fe( FeO2)2。在四氧化三铁里，铁显两种价态，所以常常将四氧化三铁看成是由FeO 与Fe2O3组成的化合物，也可表示为FeO·Fe2O3，但不能说是FeO 与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。常见的天然磁铁矿中主要成分是四氧化三铁的晶
体。
磁性纳米粒子的性质：纳米材料指颗粒尺寸在1-100nm间的粒子,及由其聚集而成的纳米固体材料,具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,使得其与同组成的材料相比,显示独特的光学、电学、热学、磁学、力学及化学性质。当磁性纳米材料的尺寸减小到纳米尺度时,尺寸和形状这两个关键参数强烈影响着其磁性能,使磁性纳米粒子呈现超顺磁性,高矫顽力,低居里温度和高磁化率，同时,磁性纳米粒子具有以下几方面的特性:第一,磁性纳米粒子具有可控性的粒径(从几纳米到几十纳米),小于或相当于细胞(10-100nm),病毒(20-450nm),蛋白质(5-50nm),基因(Znm宽10-100nm 长)的尺度,这表明磁性纳米粒子能够接近我们所感兴趣的生物实体.事实上,它们可以被生物分子修饰后连接到生物实体上,由此提供了一种可控的标一记方法；第二，磁性纳米粒子的磁性遵从库仑定律,能够通过外加磁场加以控制；第三,磁性纳米粒子能够对磁场的周期性变化产生响应,从激励场获得能量,由此微粒能够被加热,从而可用于热疗,传输大量的热能到靶区,如肿瘤；第四,磁性纳米粒子可从尿液及大便中排泄，其中经肾脏排出较多,肠道排出较少。这也使其在工业、电子信息、生物医药等领域都有着特殊的应用。常用的磁性纳米材料有金属合金及其金属氧化物，由于镍、钴等存在毒性，在生物、医药等方面受到严格的限制，而铁的氧化物(Fe3O4,γ一Fe2O3)因其低毒(LD50约2000mg/kg体重，远远高于目前临床应用剂量）、易得等特点被广泛推用。
2四氧化三铁纳米粒子的制备方法
磁性纳米四氧化三铁微粒的制备方法主要有物理方法和化学方法。常见的物理方法有真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法，该法生产工艺简单，重复性好，但该法生产周期长，对纳米粒子的粒径与形态无法控制，因此应用较少。化学方法中以液相法为主，主要有微乳液法、水热法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、水解法等。与物理方法相比，化学方法制得的纳米微粒的粒子颗粒度较小，化学组成均匀，制作工艺简便，生产原料来源广泛，价格低廉，因此受到越来越多的关注，常用在工业生产和试验中。本文主要综述纳米Fe3O4的各种化学制备方法。
2.1沉淀法
沉淀法包括共沉淀法、氧化沉淀法。共沉淀法是指共沉淀法是指在包含两种或两种以上金属离子的可溶性盐溶液中，加入沉淀剂，使金属离子生成沉淀或结晶，再将沉淀物脱水或热分解，制得纳米微粉的方法。该法反应原理是：Fe2 ++ 2Fe3 ++ 8OH→Fe3O4+ 4H2O，该法普遍采用按1：2（物质的量比) 混合的Fe2 +与Fe3 +溶液，以过量的氨水或氢氧化钠等溶液作为沉淀剂，在一定的温度、pH 值及氮气保护的条件下，制备纳米级四氧化三铁粒子。
林本兰[ 1 ]由液相共沉淀法制备出了纳米Fe3O4粒子，并通过盐酸表面处理使得纳米粒子的平均粒径在10nm左右。赵晓东等[ 2 ]对共沉淀法进行了系统的研究，探讨了制备Fe3O4纳米粒子的最佳条件。以FeCl3?6H2O和FeSO4?7H2O为原料，对Fe3+和Fe2+的摩尔比、反应温
度、反应时间、晶化温度、晶化时间进行了研究，最终得出共沉淀法制备Fe3O4粒子的最佳条件为:Fe3+和Fe2+的摩尔比为4﹕2,反应温度50℃,反应时间1. 0 h,晶化温度50℃,晶化时间1. 0 h。该条件下制备的Fe3O4粒子大致呈球形,粒径为10~20 nm.共沉淀法具有合成简单、易于操作、产品纯度高、耗能低、颗粒均匀、分散性好等优点。但反应过程中影响因素多难以控制，因此很难进行工业化生产。
化学氧化沉淀法是指以Fe2 +溶液为原料，先生成Fe( OH)2悬浮液，再用氧气或空气氧化悬浮液生成纳米四氧化三铁粒子的方法。刘骏[ 3 ]采用沉淀氧化法成功的制备了Fe3O4铁流体，刘发现反应之初控制氧化剂H2O2的用量尤为重要，而当观察到溶液颜色变黑时应当迅速停止滴入氧化剂。丁程程[ 4 ]等分别比较了沉淀氧化法与改性沉淀氧化法制备出的Fe3O4纳米粒子的物理结构以及使用性能。以淀粉为改性剂，发现改性后的Fe3O4为纯相的反尖晶石结构，淀粉改性使得粒径由60nm减少到10nm左右，同时其化学吸附能力大大增强，且随PH的升高而吸附能力下降。共沉淀法合成纳米Fe3O4粒子应用比较普遍，它有合成简便、易于操作、产品纯度高、耗能低、颗粒均匀、分散性好等优点，但反应过程中影响因素很多且苛刻，难以进行大批量生产，所以难以实现工业化。
2.2水热法
水热法是指在特制的密闭反应容器（高压釜）里，采用水溶液或者其他溶液作为反应介质，通过反应容器加热，创造一个高温高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶。水热法具有
两个特点，一是较高的反应温度（130～250℃），有利于磁性能的提高；二是在封闭容器中进行，产生相对高压（0.3～4.0Mpa），避免组分挥发，有利于提高产物的纯度和保护环境。同时还具有原料易得、粒子纯度高、分散性好、晶形好等优点。采用水热法制备Fe3O4磁性纳米颗粒，有利于产物磁性能的提高，并可避免组分挥发，提高产物纯度。
詹凤科研组[ 5 ]使用水热法并探讨了不同温度、不同反应时间、合成比例因素等对样品形貌、尺寸、结晶性的影响，得出在该实验条件下制备Fe3O4的最佳条件：Fe3+、Fe2+离子摩尔比Ｒ（=nFe3+：nFe2+）＝1.5∶1，反应温度Ｔ＝160℃，反应时间ｔ＝５ｈ。产物Fe3O4磁性纳米颗粒粒径均匀、分散性好、磁性较强。吴明在等[ 6 ]以不同的铁盐为前驱物，制备出了球形、方形、棒形的Fe3O4纳米粒子，同时通过形貌表征发现不同的铁盐前驱物以及反应体系的选择对于产物的形貌、磁性、结晶性有重要的影响。用水热法尽管具有上述优点，但是操作相对复杂、对设备的要求也高、反应时间长、生产成本高、难以大量生产。所以该方法还需要不断改进，以便降低成本。
2.3溶剂热法
溶剂热反应是水热反应的发展，它与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机溶剂而不是水。在溶剂热反应中，一种或几种前驱体溶解在非水溶剂中，在液相或超临条件下，反应物分散在溶液中并且变的比较活泼，反应发生，产物缓慢生成。
吕庆荣等[ 7 ]在前人研究的基础上，用溶解热法合成Fe3O4空心微
球并在室温与变温磁性能方面进行了系统的研究，通过室温磁滞回线表明不同条件所得产物均表现为良好的亚铁磁性，其饱和磁化强度Ms随反应时间的延长呈现先升后降的趋势；随反应温度的增加，饱和磁化强度Ms和矫顽力HC均有所增加，可根据应用需要改变反应条件来调节Fe3O4空心微球的磁性能。制备的空心微球Fe3O4是单分散、立方多晶结构，其直径大约为400nm，是有40nm的纳米颗粒组装而成。苏雅拉[ 8 ]等以尿素铁和乙醇为原料，采用溶剂热法一步合成Fe3O4纳米粒子。该方法原料种类少、无毒，有利于安全生产和环境保护；产物具有超顺磁性,其饱和磁化强度为57A?m2/kg。
溶剂热法操作过程简单且易于控制，在密闭体系中可以有效的防止有毒物质的挥发和制备对空气敏感的前驱体。在溶剂热条件下，溶剂的性质( 密度、粘度、分散作用) 相互影响，变化很大，反应物( 通常是固体)的溶解、分散过及化学反应活性也可提高或增强，使得反应能在较低的温度下发生。纳米结构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纳大量的客体分子或大尺寸的客体，因此溶解热法合成的空心微球结构在微波吸收材料和药品传输等许多技术领域都有重要的应用前景。
2.4软膜版法
模板法是指采用具有微孔结构的有机物作为模板，使反应物或单体在这些具有纳米尺度的微孔或层隙间反应或聚合形成目标产物。模板法是制备空心结构材料的一种有效途径，探寻一种相对环保且简便快捷的方法成为制备空心结构Fe3O4材料的重要研究内容。气泡正作
为一类新的软模板被用于制备空心结构材料。俞凌杰等[ 9 ]等以氨气气泡作为软膜板，以FeCl3?6H2O 和NH4Ac 为反应物，制备出了空心结构的Fe3O4微球，产物形貌均匀且具有良好的分散性。在温度为200℃、反应时间为12h，此时得到的Fe3O4微球尺寸较小且表面光滑，平均粒径为400nm。
2.5微乳热法
微乳热法制备优点：制备的纳米粒子表面包裹了一层乳化剂分子，使粒子间不易团聚，同时反应在“水核”内进行，同而有效的控制了微粒的大小,因此近年来受到很多科学家的关注。缺点：这种方法制备的磁流体磁性粒子的含量很低，在实际应用中微乳结构也很容易遭到破坏，因此有很大的局限性。
2006年柴波[ 10 ]就用Span80和石油磺酸盐复合乳化剂（复合质量比为4∶1）、异丙醇、煤油、水制备出最佳的W／O型微乳液系统，以此作为“微乳液反应器”，制备出球形、平均粒径50nm、粒径分布比较均匀的Fe3O4粒子。2010年赵曾宝，刘福田等[ 11 ]从另一方面探索了微乳液法制备Fe3O4纳米颗粒的最佳条件。他们以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,甲苯作为油相, Fe3+与Fe2+水溶液和NaOH水溶液为水相形成W /O乳浊液,探索了Fe3+与Fe2+的物质的量之比、表面活性剂用量、乳化温度、乳化时间对产物Fe3O4纳米颗粒结构、性质的影响。实验表明了n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1. 75∶1、乳化温度T=80℃、乳化时间t=1. 0 h、表面活性剂用量m=1. 0 g为最佳生产条件。制备出的产物虽具有较小的矫顽力和剩余磁化强度，但产物仍具有良好的超
顺磁性。
3四氧化三铁纳米粒子的表面修饰
Fe3O4纳米粒子的制备方法虽然比较成熟，但是在生产、应用过程中却受到很多的限制。首先Fe3O4本身具有磁性，容易团聚；另一方面由于纳米颗粒具有很高的比表面积，处于高能状态，为不稳定体系，因此具有强烈的聚集倾向；其次，纳米颗粒表面原子存在许多不饱和键，极易与其他原子相结合而趋于稳定；再次，纳米颗粒表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价，这些特性使得我们需要对纳米粒子进行表面修饰，通过对纳米粒子表面修饰能够降低纳米颗粒的表面能，减小纳米粒子间的相互作用，达到稳定纳米粒子不使其团聚的效果，可以使粒子表面产生新的物理、化学等新的功能，同时，适当的修饰还可改变磁性纳米粒子与基体的相容性，使纳米粒子均匀分散，起到增强增韧的作用，在磁性纳米粒子用于生物医学领域时，通过修饰来获得良好的水溶性修饰后的磁性纳米粒子在细胞分离、蛋白质提纯、核酸分离、固定化酶靶向药物等诸多领域有着广泛的应用前景。
而根据Fe3O4的不同用途，很多学者对其修饰方法做了不同的探究，总的来说Fe3O4的修饰方法分为：偶联剂修饰、高分子聚合物修饰、无机材料修饰、有机小分子修饰、表面活性剂修饰。
3.1偶联剂修饰
所谓偶联剂修饰就是通过偶联剂与纳米粒子表面发生偶联反应对磁性纳米粒子进行偶联改性，这种偶联作用力是通过两组份间的范
德华力、氢键、离子键和共价键的作用实现的。通过偶联作用可以有效改善磁性纳米粒子的生物相容性，运用偶联剂对磁性纳米材料表面改性的方法在制备纳米材料中应用最多。一般偶联剂必须同时具备两种基团:一是能与磁性纳米粒表面或制备磁性纳米的前驱体进行反应的极性基团；二是具有能与有机物机体反应的有机官能团。常用的偶联剂就是硅院偶联剂。
韩海臻等[ 12 ]对比不同偶联剂对Fe3O4粒子的修饰作用、不同纳米四氧化三铁/NR复合材料的制备方法以及偶联剂的用量对复合材料的物理性能的影响，发现在四氧化三铁乳液的制备过程中加入硅烷偶联剂可有效改性纳米四氧化三铁粒子表面，增强纳米四氧化三铁/NR复合材料的界面作用，促进纳米四氧化三铁粒子在NR中的分散，改善复合材料的结构和性能，且当硅烷偶联剂的用量为2.25份时效果达到最佳。冯斌[ 13]等以3-氨丙基三乙氧基硅烷对磁性Fe3O4粒子进行表面修饰，发现氨基化后磁性粒子的分散性明显增强，尽管磁性略有下降，不过仍具有较好的磁性行为，其磁化率为2136×10-6,饱和磁化强度达6018mT。
周慧睿等课题组[ 14 ]用偶联法制备出了NaYF4:Yb,Er-Fe3O4纳米复合颗粒，以二氨基十二烷等双官能团配体作为偶联剂，制备出了整体粒径约200nm且具有良好荧光性能的NaYF4:Yb,Er-Fe3O4纳米复合颗粒，而且由于稀土转换纳米材料具有非常好的生物相容性，不会表现出明显的细胞毒性，所以该复合材料在生物标记领域具有巨大的应用潜力。
3.2高分子聚合物修饰
为使磁性纳米粒子获得更好的生物相容性和在水中的稳定性，采用有机高分子进行改性，可增强磁性纳米粒子在体内参与循环的时间，并通过空间位阻作用来使纳米粒子得到较好的稳定效果。这对于磁性纳米应用于新型载药体系，增强病毒药物浓度，提高药效都有十分重要的意义。可用于对磁性纳米粒子的表面改性的高分子分为两类，一类是天然高分子，如葡萄糖、壳聚糖、叶酸、脂质体、凝胶等;另一类是合成高分子聚合物，包括聚乙烯醇(PEG)、PV A和聚丙烯酸(PAA)等。
张爱波研究组[ 15 ]首先用Fe3O4纳米粒子与离子型改性剂N.N一二癸基一N一甲基一N一三甲氧基硅正丙基氧化氨进行接枝反应，再采用反离子脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的长链阴离子交换CI一，在Fe3O4纳米粒子表面得到具有阴、阳离子双电层结构的表面处理层。制备出了无溶剂的Fe3O4纳米流体。实验结果表明改性后Fe3O4纳米粒子的粒径约为5nm；其损耗剪切模量明显大于储能剪切模量，具有明显的流体行为，在室温下即可流动，长时间存放稳定性良好等性质.这种无机纳米粒子流体在高温润滑、电磁流变液、燃料电池用质子交换膜、高分子材料的增塑和新反应介质等领域展现更加广泛的应用前景。
常规的自由基聚合方法，壳层聚合物分子量不易控制，而且分子链与壳层粒子之间的力多为远程力，相互作用力较弱，制得的微粒核-壳结合力差、粒径大、分布宽、磁含量低。为克服这一缺陷，陈志
军等[ 16 ]采用氮氧稳定自由基为介质的可控／“活性”自由基聚合技术制备了磁性聚苯乙烯纳米粒子，凝胶渗透色谱(GPC)分析表明，聚苯乙烯的分子量与反应时间呈较好的线性关系，透射电镜(TEM)观察表明，所制备的磁性聚苯乙烯纳米粒子的粒径在20-30nm之间，热重(TG)分析得到磁性聚苯乙烯纳米粒子的磁含量为62.6%，振动样品磁强计(VSM)测试结果表明，磁性聚苯乙烯纳米粒子的比饱和磁化强度为31.7emu·g-1，呈现单磁畴结构。
3.3无机材料修饰
无机材料修饰主要是是依靠物理方法或范德华作用力将无机材料和纳米粒子进行结合，使无机材料包覆在磁性纳米粒子表面，有效改善纳米粒子在不同介质中的分散性和稳定性，降低了纳米粒子的表面活性并避免其团聚。通常用Si02、ZnO、AI2O3等金属氧化物和硒、络、银等金属对磁性纳米粒子进行表面改性。
孙鹏飞等[ 17 ]根据Fe3O4纳米粒子具有良好的磁学特性，SiO2具有良好的生物相容性，Fe3O4·SiO2复合纳米粒子有望成为靶向治疗的载体这一科学猜想，采用了反向乳液法合成了平均粒径为40nm的Fe3O4·SiO2复合纳米粒子。实验结果表明Fe3O4·SiO2复合纳米粒子对细胞无抑制或毒性作用，具有较高的生物相容性;而且该实验使用的反向微乳液法能通过调节微乳液中的水、表面活性剂或助表面活性剂的浓度可以实现粒子的大小、形貌的控制，因此该法为进一步合成肿瘤血管生产靶向性磁共振对比奠定基础。
韩笑等[ 18 ]在对复合材料Fe3O4∕聚苯胺的结构与电磁性能的探
讨中，分别比较了用PEG和FeCl3将纳米Fe3O4进行修饰后，复合材料结构和电磁性能的变化。结果发现表面改性后的复合材料颗粒分散度与热稳定性都有了较大的提高，其中FeCl3修饰的纳米粒子由于Fe3+的同粒子作用，平均粒径只有60-80nm，热分解温度达到了410℃；同时经表面修饰后的纳米Fe3O4∕聚苯胺复合材料的初始介电常数和磁导率都有大幅度的增加.因此该材料在航空电子技术方面都有广泛的应用。
3.4有机小分子修饰
对磁性纳米粒子进行表面有机改性是通过化学吸附或化学反应在磁性纳米粒子的表面形成一层有机包覆层，减少或消除表面羟基层的产生，并利用有机层的空间位阻作用，对羟基层进行屏蔽，从而达到防止其团聚的目的;另外包覆在磁核表面的有机小分子的碳链在溶液中可自由舒展，这就阻止了纳米粒的相互靠近，从而达到分散的目的;并且一些功能性的有机小分子可以改变磁性纳米的性能，如增加其脂溶性或改变其光活性等。
林本兰、沈晓冬、崔升[ 19 ]对纳米四氧化三铁的表面有机改性进行了探索，以油酸为表面改性剂，制得油酸包覆的纳米Fe3O4溶胶，平均粒径为58nm。用该法表面改性的优点：油酸在改性过程中既是表面活性剂又是萃取剂；油酸是一种亲油性很强的表面活性剂，纳米Fe3O4的表面有机改性，使得其表面具有很强的亲油性，从而能够与有机高分子如PMMA等有机物复合，使得纳米Fe3O4在化工、机械、电子、印刷、医药等行业得以广泛应用，当然这方面还有待进一步深
入研究。
王军[ 20 ]等采用络合剂乙二胺四乙酸钠对磁性Fe3O4粒子进行修饰，经红外光谱分析，磁性Fe3O4粒子与EDTA形成牢固的化学键，用改性后的纳米Fe3O4粒子处理NRL，胶乳中的蛋白质含量明显降低，并且在磁场和离心的作用下迅速分离；但该吸附分离的效果远未达到LPNRL的要求，所以该方法还需要不断改进。
3.5表面活性剂修饰
磁性纳米粒子在电解质溶液中表面会吸附离子而带电荷，加入带相反电荷的表面活性剂会在纳米粒表面形成一层吸附膜把整个纳米粒包裹起来，这样纳米粒可分散于有机溶剂中。但是当表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度(CMC)时，磁性纳米粒子又将具有亲水性，可重新稳定分散于水中，所以控制好表面活性剂的浓度是对磁性纳米粒子进行溶液中表面吸附改性的关键。
刘冰、王德平等[ 21 ]采用柠檬酸对Fe3O4纳米粒子进行表面改性，制备了晶型完整、具有高饱和磁化强度的稳定水基磁流体。且该实验的优点是柠檬酸在Fe3O4上的吸附为单分子吸附。
4四氧化三铁纳米粒子的应用前景
磁性纳米粒子由于其极小的尺寸,特殊的磁性能使其具有不同于常规材料的光、电、声、热、磁、敏感特性,这些特性使得其在诸多领域具有广泛的应用前景。由于其具有化学稳定性,较好的生物相容性,强的靶向作用力,生物降解性等优点,在磁控药物靶向输送、磁分离、磁共振成像、磁热疗等方面的应用受到关注。
4.1药物靶向输送
Fe3O4因具有物料性质稳定、与生物相容性较好、强度较高,且无毒副作用等特点,而被广泛地应用于生物医药的多个领域,如磁共振成像、磁分离、靶向药物载体、肿瘤热疗技术、细胞标记和分离,以及作为增强显影剂、造影剂的研究、视网膜脱离的修复手术等。
2012年张霖倩、吴秋芳等[22]探讨了靶向性SPIO作为肿瘤特异性MRI阴性造影剂应用的可能性，而SPIO则是具有超顺磁性Fe3O4纳米核的分散性良好的水溶胶体系。实验结果发现采用葡萄糖交联使磁性纳米复合粒子在血浆中的半衰期提高到6小时，而葡聚糖包覆的纳米Fe3O4粒子经过环氧氯丙烷活化，与多肽偶联后可与肿瘤细胞发生显著的特异性结合，可望用作早期肿瘤靶检查的磁共振成像剂，其在体内的代谢方式主要是通过肝脏和肾脏进行。
4.2磁性分离技术
磁分离技术是指蛋白质和细胞的分离,在生物学方面的应用始于20世纪70年代后期,但目前已在细胞学、分子生物学、微生物学和环境化学等方面取得了一些令人瞩目的研究成果。
马晓利、尚宏周[ 23 ]等用共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子，经KH-550预处理后，使其表面带有氨基（-NH2）、羟基、等多功能基团,通过这些功能基团进行接枝聚合，作为药物载体进行靶向给药，为修饰后的纳米粒子的应用提供了可能。马晓利等在以丙烯酰胺为单体用乳液聚合法合成了核壳结构的磁性高分子微球，该微球有望用于靶上给药与钢铁废水处理。
4.3磁共振成像
MRI技术是一项新崛起的医学诊断技术,不仅可有效检测局部组织坏死、局部缺血情况,而且可用于追踪药物与组织相互作用的代谢过程,具有分辨率高,对生物体无电离损害等优点。造影剂的选取和使用是MRI技术的关键方面,它能改变组织中局部水质子的弛豫速率,提高质子弛豫时间,从而有效地检测出正常组织与病变组织的成像差异,显示出体内器官或组织的功能状态。传统的造影剂如锰二砒多酸二憐酸等其他物质,它们有在体内消除快,体内分布无特异性,而且价格昂贵等缺点。超顺磁性铁氧化物纳米由于在体内血循环半衰期长、组织特异性高、安全性好等优势可用作新型造影剂,在临床上受到普遍的欢迎。
4.4磁热疗
磁性药物在我国的应用颇为久远,但是将磁引发热疗技术用于对癌症的治疗仅仅始于20世纪80年代。目前对于癌症的治疗常用的方法就是化学疗法和放射疗法,但这两种方法在杀死癌细胞的同时也严重伤害了正常细胞,给患者带来了诸多的毒副作用和并发症。研究表明,肿瘤部位的神经和血管都不发达,其血流量仅为正常细胞的1%-15%,因而容易被加热。癌细胞被加热到43℃时就会被杀死,而正常细胞即使被加热到48℃时也不会死亡。因此磁热疗的基本原理就是根据癌细胞与正常细胞的耐受温度差异,将肿瘤细胞加热到43℃以上选择性杀死癌细胞,而对正常细胞没有损伤的有效方法。
铁氧化物磁性纳米粒不仅具有高的磁靶向性能,而且是一种比较
理想的热介质。通过控制外加磁场的强度或者是场强电流的强度可以控制磁性粒子的发热效率,这为磁性纳米粒在生物体内的热疗应用提供了理论依据。
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四氧化三铁制备化学实验
实验一：共沉淀法制备具有超顺磁性的纳米四氧化三铁粒子 一、实验背景 有关纳米粒子的制备方法及其性能研究备受多学者的重视，这不仅因为纳米粒子在基础研究方面意义重大，而且在实际应用中前景广阔。在磁记录材料方面，磁性纳米粒子可望取代传统的微米级磁粉，Fe3O4超细粉体由于化学稳定性好，原料易得，价格低廉，已成为无机颜料中较重要的一种，被广泛应用于涂料，油墨等领域；而在电子工业中超细Fe3O4是磁记录材料，用于高密度磁记录材料的制备；它也是气、湿敏材料的重要组成部分。超细Fe3O4粉体还可作为微波吸收材料及催化剂。另外使用超细Fe3O4粉体可制成磁流体。 Fe3O4纳米粒子的制备方法有很多，大体分为两类：一是物理方法，如高能机械球磨法，二是化学方法，如化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、热分解法及微乳液法等。但各种方法各有利弊；物理方法无法进一步获得超细而且粒径分布窄的磁粉，并且还会带来研磨介质的污染问题；溶胶-凝胶法、热分解法多采用有机物为原料，成本较高，且有毒害作用；水热合成法虽容易获得纯相的纳米粉体，但是反应过程中温度的高低，升温速度，搅拌速度以及反应时间的长短等因素均会对粒径大小和粉末的磁性能产生影响。 本实验是采用共沉淀法（将沉淀剂加入Fe2+和Fe3+混合溶液中）制备纳米Fe3O4颗粒。该制备方法不仅原料易得且价格低廉，设备要求简单，反应条件温和（在常温常压下以水为溶剂）等优点。 二、实验目的 1、了解用共沉淀法制备纳米四氧化三铁粒子的原理和方法。 2、了解纳米四氧化三铁粒子的超顺磁性性质。 3、掌握无机制备中的部分操作。 三、实验原理 采用化学共沉淀法制备纳米磁性四氧化三铁是将二价铁盐和三价铁盐溶液按一定比例混合，将碱性沉淀剂加入至上述铁盐混合溶液中，搅拌、反应一段时间即可得纳米磁性Fe3O4粒子，其反应式如下： Fe2++2Fe3++8OH-_________Fe3O4+4H2O 四、仪器与试剂 烧杯、FeCl2·4H2O、FeCl3、氢氧化钠、柠檬酸三钠。 五、实验步骤 1、配置50 ml 1 moL 的NaOH溶液。（2g NaOH+50g H2O） 2、称取0.9925g FeCl3和1.194g FeCl2·4H2O（反应当量比为1:1）溶于30 mL 的蒸馏水中。 3、将反应溶液加热至60℃，恒温下磁力搅拌（转速约为1000rpm）。 4、30 min后缓慢滴加配置的NaOH溶液，待溶液完全变黑后，仍继续滴加
纳米技术在高分子材料改性中的应用
纳米技术在高分子材料改性中的应用 （南通大学化学化工学院高分子材料与工程132 朱梦成1308052064 ） [摘要] 纳米材料及其技术是随着科技发展而形成的新型应用技术。纳米材料的研究是从金属粉末、陶瓷等领域开始的,现已在微电子、冶金、化工、电子、国防、核技术、航天、医学和生物工程等领域得到广泛的应用。近年来将纳米材料分散于聚合物中以提高高分子材料性能的研究也日益活跃,并取得了许多可观的成果。 [关键词] 纳米技术；高分子材料；改性；应用 1纳米粒子的特性及其对纳米复合材料的性能影响 1.1纳米粒子的特性 纳米粒子按成分分可以是金属,也可以是非金属,包括无机物和有机高分子等;按相结构分可以是单相,也可以是多相;根据原子排列的对称性和有序程度,有晶态、非晶态、准晶态。由于颗粒尺寸进入纳米量级后,其结构与常规材料相比发生了很大的变化,使其在催化、光电、磁性、热、力学等方面表现出许多奇异的物理和化学性能,具有许多重要的应用价值。 1.1.1表面与界面效应 纳米微粒比表面积大,位于表面的原子占相当大的比例,表面能高。由于表面原子缺少邻近配位的原子和具有高的表面能,使得表面原子具有很大的化学活性,从而使纳米粒子表现出强烈的表面效应。利用纳米材料的这种特点,能与某些大分子发生键合作用,提高分子间的键合力,从而使添加纳米材料的复合材料的强度、韧性大幅度提高。 1.1.2小尺寸效应 当超细微粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,导致其磁性、光吸收、热、化学活性、催化性及熔点等发生变化。如银的熔点为900℃,而纳米银粉的熔点仅为100℃(一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%~50%)。应用于高分子材料改性,利用纳米材料的高流动性和小尺寸效应,可使纳米复合材料的延展性提高,摩擦系数减小,材料表面光洁度
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。
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
粉体表面改性复习要点(精简版)
第2章 纳米粉体的分散 1.粉体分散的三个阶段（名词解释） 润湿 是将粉体缓慢加入混合体系形成的漩涡，使吸附在粉体表面的空气或其它杂质被液体取代的过程。 ?解团聚 是指通过机械或超声等方法，使较大粒径的聚集体分散为较小颗粒。 ?稳定化 是指保证粉体颗粒在液体中保持长期的均匀分散 2.常用的分散剂种类 （1）表面活性剂 空间位阻效应 （2）小分子量无机电解质或无机聚合物 吸附－－提高颗粒表面电势 （3）聚合物类(应用最多) 空间位阻效应、静电效应 （4）偶联剂类 3.聚电解质（名词解释） 是指在高分子链上带有羧基或磺酸基等可离解基团的水溶性高分子 4.对不同pH 值下PAA 在ZrO 2表面的吸附构型进行分析。 图.不同pH 值下PAA 在ZrO 2 表 面的吸附构型 a.当pH<4时，PAA 几乎不解离，以线团方式存在于固液界面上，吸附层很薄，几乎无位阻作用 δ δδ
b.随pH值增加，链节间静电斥力使其伸展开 c.ZrO2表面电荷减小直至由正变负，PAA的负电荷量增加，其间斥力增加， 使得PAA链更加伸展，可在较远范围提供静电位阻作用 5.用聚电解质分散剂分散纳米粉体时，影响浆料稳定性的各种因素有哪些？ 1、聚电解质的分子量 当聚电解质分子量过小，在粉体表面的吸附较弱，吸附层也较薄，影响位阻作用的发挥。 分子量过大，易发生桥连或空位絮凝，使团聚加重，粘度增加。 2、分散剂用量 适宜的分散剂用量才可以使分散体系稳定。 用量过低，粉体表面产生不同带电区域，相邻颗粒因静电引力发生吸引，导致絮凝。 用量过高，离子强度过高，压缩双电层，减小静电斥力；同时，还易发生桥连或空缺絮凝，稳定性下降。 3、温度 研究表明，为了获得较好的分散效果（以最低粘度为衡量标准），随温度的升高，所需分散剂的用量随之增加 6.结合下图，分析煅烧为什么能够改善纳米Si3N4粉体的分散性？ 煅烧改善纳米Si3N4粉体的可分散性 ?此前提到，球磨可有效降低粉体的粒度。但球磨过程可能造成分散介质与粉体发生化学反应。 ?以乙醇为介质球磨Si3N4粉体时，表面的Si-OH可能与乙醇反应生成酯。 ?酯基的生成对粉体的分散性影响很大： a、酯基是疏水基团 b、屏蔽负电荷，影响分散剂的吸附 ?采取煅烧去除酯基，可改善其分散性 第3章纳米粉体表面改性（功能化） 1.表面改性有哪些重要应用？ 改善纳米粉体的润湿和附着特性。 改善纳米粉体在基体中的分散行为，提高其催化性能。 改善粉体与基体的界面结合能等。 2.纳米粉体的表面改性方法？ 气相沉积法 机械球磨法 高能量法
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
四氧化三铁能溶解在酸中吗
四氧化三铁能溶解在酸中吗 绍兴一中分校吴文中 【基本信息】 1．化学式：Fe3O4 2．化学键：Fe3O4是由3个铁原子与4个氧原子,通过离子键而组成的复杂离子晶体。 3．名称：四氧化三铁，磁性氧化铁 4．结构特点：在Fe3O4中的Fe具有不同的氧化态，过去曾认为它是FeO和Fe2O3的混合物，但经X射线研究证明，Fe3O4是一种反式尖晶石结构，可写成FeIII[(FeIIFe III)O4] 。晶体结构为六方晶系的永久磁石（硬磁体）和具有化学组成为MII?Fe2O3的尖晶石结构 5.高中阶段涉及到四氧化三铁的一些反应 ①四氧化三铁和盐酸：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O ②四氧化三铁和硝酸：3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O ③四氧化三铁和氢碘酸：Fe3O4+8HI=3FeI2+4H2O+I2 ④铝热反应：8Al+3Fe3O4=9Fe+4Al2O3 ⑤铁和水蒸气：3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 ⑥铁和氧气：3Fe+2O2=Fe3O4 ⑦氧化亚铁和氧气：3FeO +O2 =2Fe3O4 ⑧铁钝化：钝化成氧化产物FexOy，主要可能是Fe3O4 ⑨“发蓝”处理： 3Fe＋NaNO2＋5NaOH=3Na2FeO2＋NH3↑＋H2O8Fe＋3NaNO3＋5NaOH＋2H2O＝ 4Na2Fe2O4＋3NH3↑（不一定用硝酸钠作氧化剂）Na2FeO2＋Na2Fe2O4=2H2O+Fe3O4＋ 4NaOH ⑩其他 【问题的提出】 1. 溶解磁性氧化铁为什么要用以下方法： 在实验室中常用磁铁矿（Fe3O4）作为制取铁盐的原料。为处理这样的不溶性氧化物，往往采用酸性熔融法，即以K2S2O7（或KHSO4）作为溶剂，熔融时分解放出SO3。 2KHSO4 == K2S2O7 + H2O K2S2O7 == K2SO4 + SO3 生成的SO3能与不溶性氧化物化合，生成可溶性的硫酸盐。 4Fe3O4 + 18SO3 + O2 == 6Fe2(SO4)3 冷却后的溶块，溶于热水中，必要时加些盐酸或硫酸，以抑制铁盐水解。 2.许多资料表明，天然的四氧化三铁不能溶解在酸中。 3.“四氧化三铁：铁丝在氧气里燃烧生成四氧化三铁；铁在空气里加热到500℃，铁跟空气里的氧气起反应也生成四氧化三铁；锻工砧子周围散落的蓝灰色碎屑主要是四氧化三铁；铁跟高温的水蒸汽发生置换反应生成四氧化三铁和氢气；天然磁铁矿的主要成分是四氧化三铁的晶体。四氧化三铁是一种重要的常见铁的化合物。四氧化三铁呈黑色或灰蓝色，密度5.18g/cm3，熔点1594℃，硬度很大，具有磁性，又叫磁性氧化铁。四氧化三铁不溶于水和碱溶液，也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，但能溶于盐酸。天然的Fe3O4不溶于盐酸。四氧化三铁是一种铁酸盐，即FeIIFeIII[FeIIIO4]。在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原显+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。 4.为什么铁被钝化以后不能被浓盐酸或者浓硝酸溶解？除因为浓硫酸酸性弱以外的解释，其他的解释都不"给力"。因为浓硝酸的酸性还是比较强的！
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
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，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?cm3。熔点℃)。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 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，
纳米四氧化三铁的制备及表面改性.
纳米四氧化三铁的制备与表面改性 化学与材料科学系 09级应用化学1班刘立君李淑媛 摘要：由于纳米Fe3O4在光学、电学、热学、磁学、力学等方面独特的性质，对它的研究越来越多，且在各个领域的应用也越来越广泛，因此本文详细介绍了纳米四氧化三铁的各种制备方法，对其制备工艺的优缺点、应用前景、产品性能进行了详细的比较；并综述了纳米四氧化三铁的表面改性的方法，如有机改性、无机改性、偶联改性、小分子改性、大分子改性等改性手法，以及表面改性后各种纳米Fe3O4的特征与用途前景。 关键词纳米Fe3O4 综述表面改性 1引言 四氧化三铁的性质：四氧化三铁在常温常压状态下是一种具有强磁性的黑色粉末状晶体，潮湿状态的四氧化三铁在空气中容易氧化成三氧化二铁，二价铁离子被氧化成三价铁离子。四氧化三铁具有强磁性，四氧化三铁固体具有优良的导电性。因为在磁铁矿中，由于Fe2 +与 Fe3 +在八面体位置上基本上是无序排列的，电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移，所以四氧化三铁固体具有优良的导电性能。X 射线研究表明，四氧化三铁是铁( III) 酸盐，即 Fe2 +( Fe3 +O2 －2)2，称为“偏铁酸亚铁”，化学式为Fe( FeO2)2。在四氧化三铁里，铁显两种价态，所以常常将四氧化三铁看成是由 FeO 与 Fe2O3组成的化合物，也可表示为 FeO·Fe2O3，但不能说是 FeO 与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。常见的天然磁铁矿中主要成分是四氧化三铁的晶体。
磁性纳米粒子的性质：纳米材料指颗粒尺寸在1-100nm间的粒子,及由其聚集而成的纳米固体材料,具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,使得其与同组成的材料相比,显示独特的光学、电学、热学、磁学、力学及化学性质。当磁性纳米材料的尺寸减小到纳米尺度时,尺寸和形状这两个关键参数强烈影响着其磁性能,使磁性纳米粒子呈现超顺磁性,高矫顽力,低居里温度和高磁化率，同时,磁性纳米粒子具有以下几方面的特性:第一,磁性纳米粒子具有可控性的粒径(从几纳米到几十纳米),小于或相当于细胞(10-100nm),病毒(20-450nm),蛋白质(5-50nm),基因(Znm宽10-100nm长)的尺度,这表明磁性纳米粒子能够接近我们所感兴趣的生物实体.事实上,它们可以被生物分子修饰后连接到生物实体上,由此提供了一种可控的标一记方法；第二，磁性纳米粒子的磁性遵从库仑定律,能够通过外加磁场加以控制；第三,磁性纳米粒子能够对磁场的周期性变化产生响应,从激励场获得能量,由此微粒能够被加热,从而可用于热疗,传输大量的热能到靶区,如肿瘤；第四,磁性纳米粒子可从尿液及大便中排泄，其中经肾脏排出较多,肠道排出较少。这也使其在工业、电子信息、生物医药等领域都有着特殊的应用。常用的磁性纳米材料有金属合金及其金属氧化物，由于镍、钴等存在毒性，在生物、医药等方面受到严格的限制，而铁的氧化物(Fe3O4,γ一Fe2O3)因其低毒(LD50约2000mg/kg体重，远远高于目前临床应用剂量）、易得等特点被广泛推用。 2四氧化三铁纳米粒子的制备方法
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展 综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展，指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。 标签：水性聚氨酯（WPU）；纳米材料；方法；改性 1 前言 近年来，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）受到越来越多学者的关注。WPU是以水为分散介质的二元胶态体系，具有不污染环境、VOC（有机挥发物）排放量低、机械性能优良和易改性等优点，使其在胶粘剂、涂料、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用[1～4]。但在制备WPU过程中由于引入亲水基团（如-OH、-COOH等），因此存在固含量低，耐水性、耐热性和耐老化性差等缺陷，从而限制了其应用范围。 纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，为各种材料的改性开辟了崭新的途径。通过纳米材料改性的WPU，其成膜性、耐水性和耐磨性等性能均得到显著提高[5]。 2 纳米材料改性WPU的方法 2.1 共混法 共混法即纳米粒子在WPU中直接分散。首先是合成各种形态的纳米粒子，再通过机械混合的方法将纳米粒子加入到WPU中。但在该方法中，由于纳米粒子颗粒比表面积大，极易团聚。为防止纳米粒子团聚，科研工作者对纳米材料进行表面改性来提高其分散性，改善聚合物表面结构以提高其相容性。 李莉[6]等利用接枝改性后的纳米SiO2和TiO2与WPU共混，制备了纳米材料改性水性WPU乳液。研究发现，纳米粒子在乳液中分散均匀，无团聚现象；改性后的WPU乳液力学性能比未改性前得到改善和提高；当纳米粒子添加量为0.5%时，WPU乳液的力学性能最佳，吸水性降低了70%，添加的纳米粒子对波长290～400 nm的紫外光有吸收。 李文倩[7]等采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与WPU共混制备出了WPU/SiO2复合乳液，考查了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。结果表明，当纳米SiO2/KH560物质的量比为6：1时，改性后的纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较均一。KH560的加入使纳米SiO2粒子更均匀地分散在聚氨酯乳液中，且SiO2粒子与聚氨酯乳液之间存在一定键合作用，使涂层的耐热性得到显著增强。当改性SiO2溶胶添加量为5%～10%时，涂膜的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐水性等性能明显提高。
四氧化三铁制备化学实验
四氧化三铁制备化学实 验 https://www.docsj.com/doc/c23382052.html,work Information Technology Company.2020YEAR
实验一：共沉淀法制备具有超顺磁性的纳米四氧化三铁粒子一、实验背景 有关纳米粒子的制备方法及其性能研究备受多学者的重视，这不仅因为纳米粒子在基础研究方面意义重大，而且在实际应用中前景广阔。在磁记录材料方面，磁性纳米粒子可望取代传统的微米级磁粉，Fe3O4超细粉体由于化学稳定性好，原料易得，价格低廉，已成为无机颜料中较重要的一种，被广泛应用于涂料，油墨等领域；而在电子工业中超细Fe3O4是磁记录材料，用于高密度磁记录材料的制备；它也是气、湿敏材料的重要组成部分。超细Fe3O4粉体还可作为微波吸收材料及催化剂。另外使用超细Fe3O4粉体可制成磁流体。 Fe3O4纳米粒子的制备方法有很多，大体分为两类：一是物理方法，如高能机械球磨法，二是化学方法，如化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、热分解法及微乳液法等。但各种方法各有利弊；物理方法无法进一步获得超细而且粒径分布窄的磁粉，并且还会带来研磨介质的污染问题；溶胶-凝胶法、热分解法多采用有机物为原料，成本较高，且有毒害作用；水热合成法虽容易获得纯相的纳米粉体，但是反应过程中温度的高低，升温速度，搅拌速度以及反应时间的长短等因素均会对粒径大小和粉末的磁性能产生影响。 本实验是采用共沉淀法（将沉淀剂加入Fe2+和Fe3+混合溶液中）制备纳米Fe3O4颗粒。该制备方法不仅原料易得且价格低廉，设备要求简单，反应条件温和（在常温常压下以水为溶剂）等优点。 二、实验目的 1、了解用共沉淀法制备纳米四氧化三铁粒子的原理和方法。 2、了解纳米四氧化三铁粒子的超顺磁性性质。 3、掌握无机制备中的部分操作。 三、实验原理 采用化学共沉淀法制备纳米磁性四氧化三铁是将二价铁盐和三价铁盐溶液按一定比例混合，将碱性沉淀剂加入至上述铁盐混合溶液中，搅拌、反应一段时间即可得纳米磁性Fe3O4粒子，其反应式如下： Fe2++2Fe3++8OH-_________Fe3O4+4H2O 四、仪器与试剂 烧杯、FeCl2·4H2O、FeCl3、氢氧化钠、柠檬酸三钠。 五、实验步骤 1、配置50 ml 1 moL 的NaOH溶液。（2g NaOH+50g H2O） 2、称取0.9925g FeCl3和1.194g FeCl2·4H2O（反应当量比为1:1）溶于30 mL 的蒸馏水中。 3、将反应溶液加热至60℃，恒温下磁力搅拌（转速约为1000rpm）。
共沉淀法制备具有超顺磁性的纳米四氧化三铁粒子
实验一：共沉淀法制备具有超顺磁性的纳米四氧化三铁粒子石朔SA13226008 石承伟SA13226024 一、实验背景 有关纳米粒子的制备方法及其性能研究备受多学者的重视，这不仅因为纳米粒子在基础研究方面意义重大，而且在实际应用中前景广阔。在磁记录材料方面，磁性纳米粒子可望取代传统的微米级磁粉，Fe3O4超细粉体由于化学稳定性好，原料易得，价格低廉，已成为无机颜料中较重要的一种，被广泛应用于涂料，油墨等领域；而在电子工业中超细Fe3O4是磁记录材料，用于高密度磁记录材料的制备；它也是气、湿敏材料的重要组成部分。超细Fe3O4粉体还可作为微波吸收材料及催化剂。另外使用超细Fe3O4粉体可制成磁流体。 Fe3O4纳米粒子的制备方法有很多，大体分为两类：一是物理方法，如高能机械球磨法，二是化学方法，如化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、热分解法及微乳液法等。但各种方法各有利弊；物理方法无法进一步获得超细而且粒径分布窄的磁粉，并且还会带来研磨介质的污染问题；溶胶-凝胶法、热分解法多采用有机物为原料，成本较高，且有毒害作用；水热合成法虽容易获得纯相的纳米粉体，但是反应过程中温度的高低，升温速度，搅拌速度以及反应时间的长短等因素均会对粒径大小和粉末的磁性能产生影响。 本实验是采用共沉淀法（将沉淀剂加入Fe2+和Fe3+混合溶液中）制备纳米Fe3O4颗粒。该制备方法不仅原料易得且价格低廉，设备要求简单，反应条件温和（在常温常压下以水为溶剂）等优点。 二、实验目的 1、了解用共沉淀法制备纳米四氧化三铁粒子的原理和方法。 2、了解纳米四氧化三铁粒子的超顺磁性性质。 3、掌握无机制备中的部分操作。 三、实验原理 采用化学共沉淀法制备纳米磁性四氧化三铁是将二价铁盐和三价铁盐溶液按一定比例混合，将碱性沉淀剂加入至上述铁盐混合溶液中，搅拌、反应一段时间即可得纳米磁性Fe3O4粒子，其反应式如下： Fe2++2Fe3++8OH- Fe3O4+4H2O 四、仪器与试剂 烧杯、FeCl2·4H2O、FeCl3、氢氧化钠、柠檬酸三钠等。 五、实验步骤 1、配置50 ml 1 moL 的NaOH溶液。（2.006g NaOH+50ml H2O） 2、称取1.057g FeCl3和1.148g FeCl2·4H2O溶于30 mL的蒸馏水中。 3、将反应溶液加热至60℃，恒温下磁力搅拌（转速约为800rpm）。 4、30 min后缓慢滴加配置的NaOH溶液，约25ml左右，待溶液完全变黑
纳米粒子表面与界面改性
纳米粒子表面改性 摘要：本文介绍了纳米粒子的表面改性原理，对几种纳米粒子ZnO纳米粒子、Fe3O4纳米粒子、SiO2纳米粒子的表面改性方法进行了总结。 关键字：纳米材料；表面改性剂；改性机理 1 前言 在制备纳米材料的过程中，由于纳米粒子比表面积大，表面能高，纳米粒子很容易团聚；另一方面，纳米粒子与表面能比较低的基体的亲和性差，二者在相互混合时不能相溶，导致界面出现空隙，存在相分离现象。只有对纳米粒子在材料中的团聚问题解决得好，纳米粒子的特殊效应才会在材料中得到很好的体现，最终使材料的力学、光学、热学等方面的性能都有较大的提高[1]。 所谓纳米粒子的表面改性就是让纳米粒子表面与表面改性剂发生作用，以改善纳米粒子表面的可润湿性，增强纳米粒子在介质中的界面形容性，使纳米粒子容易在有机化合物或是水中分散。选用特殊的表面改性剂可以使纳米粒子获得特殊的性质。 2 表面改性剂 表面改性剂可以是无机化合物，比如通常采用Al2O3，SiO2，ZnO作为改性剂对纳米TiO2进行表面改性。经过处理后的锐钛矿型TiO2具有较强的紫外吸收能力，可安全地应用到化妆品、造纸、涂料等领域。用氟化物改性α-Al2O3，可制得分散均匀、平均粒径<50nm的氧化铝粉。 也可以是有机化合物，特别是聚合物。实际上有机化合物是主要的纳米粒子改性剂。上面提到在溶胶-凝胶法制备纳米SiO2过程中，用聚合物为表面活性剂对粒子进行改性的过程。实际上，聚合物对纳米粒子表面改性就是以聚合物网络稳定纳米粒子。在聚合物网络中引入羧基盐、磺酸盐等，经硫化氢气流处理成硫化物纳米粒子，粒径平均仅几个纳米，受聚合物网络的立体保护作用，提高了纳米粒子的稳定性，实现了纳米粒子特殊性质的微观调控，聚合物优异的光学性质及易加加工性，为纳米粒子的成型加工提供了良好的载体。
超顺磁性四氧化三铁纳米材料在医学方面的应用
超顺磁性四氧化三铁纳米材料在医学中的应用综述 …….. …….. ……….. ……….. DOI 10.1002/aic.11111 Published Sep 29, 2011 关键词:超顺磁性纳米粒子四氧化三铁靶向运输 前言 近1O年来，有关纳米药物载体(Drug Nanoearriers)的研究不仅吸引了科学家们 的极大兴趣，也得到了普通公众热切的关注。常见的纳米药物载体主要包括无机纳米药物载体和有机高分子纳米药物载体。其中，高分子纳米粒子作为药物载体研究得比较早，目前已有少量基于高分子纳米载体的药物得到欧美一些国家药监部门批准用于临床治疗[1]。这是因为高分子纳米粒子生物相容性好，毒性小，药物可通过物理包覆或者化学键合的方式结合到高分子纳米粒子中，其释放后高分子载体可通过降解排出体外[2]。与高分子纳米粒子相比，无机纳米粒子不仅尺寸、形貌可控性好，比表面积大，而且独特的光、电、磁性质赋予其具有潜在的成像显影、靶向输送和协同药物治疗等功能，使其更适于在细胞内进行药物输送[3]。而且以超顺磁性纳米颗粒作为基因载体及药物载体的研究近年来在医学领域不断发展，由于磁性四氧化三铁生物纳米颗粒的制作简单，直径可达 10 nm 以下，具有比表面积效应和磁效应，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。在磁性四氧化三铁的晶体表面可很容易地包埋生物高分子，如多聚糖[4]、蛋白质等形成核壳式结构[5-6]，可使其达到生物相容性，使其越来越多的应用于医学领域研究。 靶向药物输送和药物可控释放是无机纳米药物载体研究的主要目标。靶向药物输送能在病灶部位保持相对较高的药物浓度，延长药物的作用时间，提高对肿瘤细胞的杀伤力；药物可控释放可以减轻药物对正常细胞的作用且减小不良反应，提高药效，减轻患者的痛苦。一种理想的纳米药物载体需要具备以下的性能：良好的生物相容性；足够长的血液循环时间；特异性地靶向药物到病灶
纳米材料
聚丙烯/无机纳米复合材料研究进展* 摘要少量纳米粒子可同时实现对聚丙烯(PP)基体的增强增韧并对其力学性能、结晶性能、抗老化及抗菌等性能均会产生一定的影响。用无机纳米粒子改性PP 可制备综合性能优异的聚丙烯/无机纳米复合材料, 是目前复合材料领域研究的热点。综述了无机纳米粒子改性聚丙烯的最新研究进展, 在介绍PP 纳米复合材料体系和制备方法的基础上重点对PP 纳米复合材料的微观结构、力学性能, 结晶和抗老化等性能进行了综述。研究表明少量纳米粒子可大幅度提升基体材料的综合性能, 但目前许多文献报道的表面改性和制备技术仍没有解决纳米团聚的难题, 特别是要实现工业生产则纳米粒子在PP 基体中的分散性尚需进一步改善。 关键词无机纳米粒子聚丙烯纳米复合材料 Latest Resear ch Development of Polypropylene/Inorganic Nanocomposites Abstract Small amount of nanoparticles can reinforce and toughen polypropylene (PP) and have much effect on the machanical properties, crystallization behavior, anti-aging and antibacterial properties of PP matrix. High performances andmultifunctional PP/inorganic nanocomposites can be prepared by modification of PP with nanoparticles, which is a new generation composite and has attached great interests. The newest developments, preparations, machanical properties, morphology, crystallization and anti-aging properties of PP/inorganic nanocomposites are summarized and discussed in this paper. Research results indicate that low loading of inorganic nanoparticles may lead to tremendous increase of comprehensive properties, but the surface-modification and preparation methods reported in many articles do not resolve the aggregation ofnanoparticles. The dispersion of nanoparticles in PP matrix needs to be improved
四氧化三铁的制备
四氧化三铁纳米片的制备及其对液体石蜡摩擦学的改性 张锡凤1)刘晓光1)程晓农2)殷恒波1)曹智娟1)郝伟1)严冲2) 1) 江苏大学化学化工学院，江苏镇江212013 2) 江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江212013 摘要：采用液相化学氧化法，在水体系中，以硫酸亚铁为母体，水合肼为氧化剂，加入吐温-80（Tween-80）为修饰剂，合成了厚约20nm、长约152nm的四氧化三铁纳米片。通过X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和高浓度激光粒度仪对四氧化三铁纳米片进行了表征。将四氧化三铁纳米片加到基础油液体石蜡（LP）中，在UNT-Ⅱ摩擦磨损实验机上考察其作为LP添加剂后的摩擦磨损性能，采用SEM分析了磨损表面形貌和表面膜元素组成及含量。结果表明：与不加四氧化三铁纳米片的LP相比，添加后较大程度的降低了摩擦系数，并获得较小的磨痕直径，显著改善了LP的摩擦性能。 关键词：四氧化三铁，纳米片，化学还原法，摩擦学 Preparation of Fe3O4 Nanopiece and Modification Tribological Property of Liquid Paraffin as Its Additive ZHANG Xifeng1, LIU Xiaoguang1, CHENG Xiaonong2, YIN Hengbo1, Cao zhijuan1, HAO Wei1, Y AN Chong2 (1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, 212013; 2. School of Material Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, 21201 3. ) Abstract: 20nm thick and 152nm length Fe3O4Nanopieces were synthesized using ferrous sulfate as precursor in water systems, hydrazine hydrate as reductant, polyethylene sorbitan monooleate （Tween-80）as modifier. The as-prepared Fe3O4Nanopieces were characterized by transmission electron micrographs (TEM), powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), high concentration laser granularity scatter analyzer. The anti-wear and friction reducing performance of Fe3O4nanopieces as liquid paraffin additive was investigated on UNT-Ⅱball-on-plate friction and wear testers. The worn surface morphology and composition of surface film were analyzed by means of scanning electron microscope (SEM). Compared with pure liquid paraffin, the results indicate that the tribological property of liquid paraffin with Fe3O4 nanopieces is improved, the friction coefficients are decreased, and the worn diameter is lesser. key words: ferroso-ferric oxide; nanowires; synthesis (chemical); tribological property granularity scatter 纳米金属材料的晶粒尺寸与形貌、表面状态和微结构直接影响到纳米金属的物化性质与用途。目前纳米金属的形貌控制合成与应用研究尚处于起步阶段，通过形貌控制可选择性地合成出四面体、立方体、棒以及三棱柱等形貌、尺寸和结构可控的纳米金属，以及进行纳米分子结构的重组装是人们的研究热点，具有深远的理论意义及应用价值。 纳米Fe3O4具有与生物组织的相容性以及与尺寸和形貌有关的电学和磁学性能，使它在