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磁性纳米四氧化三铁颗粒的化学制备及应用进展

磁性纳米四氧化三铁颗粒的化学制备及应用进展
磁性纳米四氧化三铁颗粒的化学制备及应用进展

磁性纳米四氧化三铁颗粒的化学制备及应用进展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,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、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。

一、磁性纳米四氧化三铁颗粒

目前, 制备磁性纳米四氧化三铁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纳米四氧化三铁纳米颗粒; 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纳米四氧化三铁纳米颗粒。

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。

共沉淀法有两种: 一种是水解法, 即将一定摩尔比的三价铁盐

与二价铁盐混合液直接加入到强碱性水溶液中, 铁盐在强碱性水溶液中瞬间水解结晶形成磁性铁氧体纳米粒子。另一种为滴定水解法, 是将稀碱溶液滴加到一定摩尔比的三价铁盐与二价铁盐混合溶液中, 使混合液的pH 值逐渐升高, 当达到6~7 时水解生成磁性纳米四氧化三铁纳米粒子。

共沉淀法是目前最普遍使用的方法, 其反应原理是:

Fe2 + + Fe3 + + OH →Fe (OH) 2 / Fe (OH) 3 (形成共沉淀) (1) Fe (OH) 2 + Fe (OH) 3 →FeOOH + Fe304 (pH ≤715) (2)

FeOOH + Fe2 + →Fe3O4 + H+ (pH ≥912) (3)

该法的原理虽然简单,但实际制备中还有许多复杂的中间反应和

副产物:

Fe3O4 + 0125O2 + 415H2O →3Fe(OH)3 (4)

2Fe3O4 + 015O2 →3Fe2O3 (5)

此外, 溶液的浓度、nFe2 +PnFe3 + 的比值、反应和熟化温度、溶液的pH 值、洗涤方式等, 均对磁性微粒的粒径、形态、结构及性

能有很大影响。

共沉淀法的特点为产品纯度高、反应温度低、颗粒均匀、粒径小、分散性也好。但此法对于多组分来说, 要求各组分具有相同或相近的水解或沉淀条件, 因而工艺具有一定的局限性。

2.溶胶- 凝胶法

溶胶- 凝胶方法的基本原理是: 以高度浓缩的金属醇盐凝胶为

基质,通过对其溶解- 再结晶处理,生长出高度单分散的金属氧化物

溶胶- 凝胶方法包括以下几个过程:

(1) 水解;

(2) 单体发生缩合和聚合反应形成颗粒;

(3) 颗粒长大;

(4) 颗粒团聚, 随后在整个液相中形成网状结构, 溶胶变稠形成凝胶。其中, 控制溶胶凝胶化的主要参数有溶液的pH值、溶液浓度、反应温度和时间等。通过调节工艺条件, 可以制备出粒径小、粒径分布窄的纳米微粒。

3.微乳液法

微乳液是由油、水、表面活性剂有时存在助表面活性剂组成的透明、各向同性、低黏度的热力学稳定体系, 其中不溶于水的非极性物质作为分散介质, 反应物水溶液为分散相, 表面活性剂为乳化剂,

形成油包水型(WPO) 或水包油(OPW)微乳液。这样反应空间仅限于微乳液滴这一微型反应器的内部, 可有效避免颗粒之间的进一步团聚。因而得到的纳米粉体粒径分布窄、形态规则、分散性能好且大多为球形。同时, 可通过控制微乳化液体中水的体积及各种反应物的浓度来控制成核、生长, 以获得各种粒径的单分散纳米微粒。

该方法具有实验装置简单、操作方便、能耗低、应用领域广等优点, 在合成磁性纳米铁及铁系金属和化合物方面得到了广泛的应用。但由于反应的温度低, 因而得到的粒子的结晶性能较差, 使得粒子

的磁性质也受到影响。

水热法是在密闭高压釜内的高温、高压反应环境中, 采用水作为反应介质, 使通常难溶或不溶的前驱体溶解, 从而使其反应结晶的

一种方法。即提供了一个在常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境, 使前驱物在反应系统中得到充分的溶解, 形成原子或分子生长

基元, 最后成核结晶, 反应过程中还可进行重结晶。水热法制备粉体材料常采用固体粉末或新制的凝胶作为前驱物, 所谓“溶解”是指在水热反应初期, 前驱物微粒间的团聚和连结遭到破坏, 致使微粒自

身在水热介质中溶解, 以离子和离子团的形式进入溶液, 进而成核、结晶而形成晶粒。水热条件下, 水作为溶剂和矿化剂, 同时还起到以下两个作用:

(1) 液态或气态水都是传递压力的媒介;

(2) 在高压下, 绝大多数反应物均能部分溶解于水, 促使反应在液

相或者气相中进行

该方法具有实验装置简单、操作方便、能耗低、应用领域广等优点, 在合成磁性纳米铁及铁系金属和化合物方面得到了广泛的应用。但由于反应的温度低, 因而得到的粒子的结晶性能较差, 使得粒子

的磁性质也受到影响。

5.其他制备方法

除了以上几种常见的制备方法外, 人们还开发了一些制备四氧

化三铁的方法。如水解法、多元醇还原法、前驱体热分解法、溶剂热法等。由于上述方法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。

二、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。

1.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, 骨架材料主要是具有磁性的无机材料。而四氧化三铁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。

2.磁性液体

磁性液体是一种新型功能材料, 它是将众多的纳米级的铁磁性

或亚铁磁性微粒高度弥散于液态载液中而构成的一种高稳定的胶体

溶液, 微粒与载液通过表面活性剂混成的这种磁性液体即使在重力场、电场、磁场作用下也能长期稳定地存在, 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、水下低频声波发生器、用于移位寄存器显示等。

3.催化剂载体

四氧化三铁颗粒在很多工业反应中被用作催化剂, 如制取NH3 (Haber 制氨法) 、高温水气转移反应和天然气的去硫反应等。由于四氧化三铁纳米微粒尺寸小, 比表面积大, 且纳米颗粒表面光滑性差, 形成了凹凸不平的原子台阶, 增加了化学反应的接触面。同时, 以Fe3O4 颗粒为载体, 催化剂成分覆在颗粒表面, 制得核- 壳结构

的催化剂超细粒子, 既保持了催化剂高的催化性能, 又使催化剂易

于回收。因此, Fe3O4 颗粒被大量应用于催化剂载体研究中。

4.微波吸波材料

纳米微粒由于小尺寸效应使它具有常规大块材料不具备的光学

特性, 如光学非线性, 以及光吸收、光反射过程中的能量损耗等, 都与纳米微粒的尺寸有很大的依赖关系。研究表明, 利用纳米微粒的特殊的光学特性制备成各种光学材料将在日常生活和高技术领域得到

广泛的应用。目前关于这方面研究还处在实验室阶段。纳米微粒的量子尺寸效应等使它对某种波长的光吸收带有蓝移现象。纳米微粒粉体对各种波长光的吸收有宽化现象。四氧化三铁磁性纳米粉由于具有高的磁导率, 可以作为铁氧体吸波材料的一种, 应用在微波吸收方面。

5.磁记录材料

纳米四氧化三铁磁性颗粒的另一个重要用途是用来做磁记录材

料。纳米四氧化三铁颗粒由于其尺寸小, 其磁结构由多畴变为单畴, 具有非常高的矫顽力,用来做磁记录材料可以大大提高信噪比, 改善图像质量, 而且可以达到信息记录的高密度。为了达到最好的记录效果, 纳米Fe3O4 颗粒必须有较高的矫顽力和剩余磁化强度, 尺寸较小、耐腐蚀、耐摩擦以及适应温度的改变。

三、展望

随着科学的进步, 人们对新型材料的需求更加迫切, 这使得用于纳米科技和生物技术等方面的单分散磁性纳米颗粒的制备研究工作得到了迅猛发展。由于制备技术的不断改进, 研究者对磁性纳米四氧化三铁颗粒尺寸、均匀分布程度、形状、晶体结构、表面结构以及颗粒磁性能等要素都有了进一步的控制。

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。

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

磁性纳米材料的应用

磁性纳米材料的应用 磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米材料,既具有纳米材料所特有的性质如表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应、偶连容量高,又具有良好的磁导向性、超顺磁性类酶催化特性和生物相容性等特殊性质,可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产热。基于这些特性,磁性纳米颗粒广泛应用于分离和检测等方面。 (一)生物分离 生物分离是指利用功能化磁性纳米颗粒的表面配体与受体之间的特异性相互作用(如抗原-抗体和亲和素 -生物素等)来实现对靶向性生物目标的快速分离。 传统的分离技术主要包括沉淀、离心等过程,这些纯化方法的步骤繁杂、费时长、收率低,接触有毒试剂,很难实现自动化操作。磁分离技术基于磁性纳米材料的超顺磁性,在外加磁场下纳米颗粒被磁化,一旦去掉磁场,它们将立即重新分散于溶液中。因此,可以通过外界磁场来控制磁性纳米材料的磁性能,从而达到分离的目的,如细胞分离、蛋白质分离、核酸分离、酶分离等,具有快速、简便的特点,能够高效、可靠地捕获特定的蛋白质或其它生物大分子。此外,由于磁性纳米材料兼有纳米、磁学和类酶催化活性等特性,不仅能实现被检测物的分离与富集,而且能够使检测信号放大,具有重要的应用前景。 通常磁分离技术主要包括以下两个步骤:( 1)将要研究的生物实体标记于磁性颗粒上;(2)利用磁性液体分离设备将被标记的生物实体分离出来。 ①细胞分离:细胞分离技术的目的是快速获得所需的目标细胞。传统的细胞分离技术主要是根据细胞的大小、形态以及密度差异进行分离,如采用微滤、超滤和超滤离心等方法。这些方法虽然操作简单,但是特异性差,而且纯度不高,制备量偏小,影响细胞活性。但是利用磁性纳米材料可以避免一定的局限性,如在磁性纳米材料表面接上具有生物活性的吸附剂或配体(如抗体、荧光物质和外源凝结素等),利用它们与目标细胞特异性结合,在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对数量和种类的研究。 磁性纳米材料作为不溶性载体,在其表面上接有生物活性的吸附剂或其它配体等活性物,利用它们与目标细胞的特性结合,在外加磁场作用下将细胞分离。 温惠云等的地衣芽孢杆菌实验结果表明,磁性材料 Fe3O4 的引入对地衣芽孢杆菌的生长没有影响;Kuhara等制备了人单克隆抗体anti-hPCLP1,利用 anti-hPCLP1 修饰的磁纳米颗粒从人脐带血中成功分离了成血管细胞,PCLP1 阳性细胞分离纯度达到了 95%。 ②蛋白质分离:利用传统的生物学技术(如溶剂萃取技术)来分离蛋白质程序非常复杂,而磁分离技术是分离蛋白分子便捷而快速的方法。 基于在磁性粒子表面上修饰离子交换基团或亲和配基等可与目标蛋白质产生特异性吸附作用的功能基团 , 使经过表面修饰的磁性粒子在外加磁场的作用下从生物样品中快速选择性地分离目标蛋白质。 王军等采用络合剂乙二胺四乙酸二钠和硅烷偶联剂KH-550寸磁性Fe3O4粒 子进行表面修饰改性 , 并用其对天然胶乳中的蛋白质进行吸附分离。结果表明 , 乙二胺四乙酸通过化学键合牢固地结合在磁性粒子表面 , 并通过羰基与蛋白质反应, 达到降低胶乳氮含量的目的。 ③核酸分离 经典的DNA/RN分离方法有柱分离法和一些包括沉积、离心步骤的方法,这些方法的缺点是耗时多,难以自动化,不能用于分析小体积样品,分离不完全。

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

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

(生物科技行业类)纳米磁性颗粒分类和选用

纳米磁性颗粒分类和选用(Ademtech) (Carboxyl-Adembeads) Ademtech 是法国一家研究并生产适用于体外诊断和生命科学领域的超顺磁性纳 米微粒(superparamagnetic nanoparticles)。在物理化学、多聚体化学、免疫学、细胞生物学以及病毒学多学科互补技术紧密结合的基础上,Ademtech公司研发了具有独特性状的纳米材料供世界高科技领域选用。Ademtech 提供的高质量多用途纳米磁性颗粒可使您应用于各个相关领域中用新技术进行蛋白磁性分离。 磁粒分类及应用 : 标准磁粒 : ?羧基纳米磁性颗粒(Carboxylic-Adembeads): 磁性直径包括200和300 nm两种,和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进 行高效偶联,表面羧酸功能基团活化 ?氨基纳米磁性颗粒(Amino-Adembeads): 磁性直径包括200和300 nm两种,和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进 行高效偶联,表面氨基功能基团活化 主要磁粒 : ?羧酸纳米磁性颗粒(MasterBeads Carboxylic Acid): 磁粒直径500nm和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进行高效偶联,表面氨 基功能基团活化 ?链霉亲和素磁性颗粒(MasterBeads Streptavidin) : 磁粒直径500nm,用来进行磁性分离或纯化生物素化的蛋白及核酸生物磁粒 : ?生物磁性颗粒蛋白A ( Bio-Adembeads Protein A) : ?适于小规模免疫球蛋白提取和免疫沉淀 ?开始样本可以是唾液, 血浆, 腹水和组织培养液或杂交瘤上清液 ?磁性技术产生一高特异性 (= 无色谱柱, 无离心) ?快速步骤 (<1小时) ?重组蛋白形式的蛋白A 不伴有白蛋白结合部位, 减少了共同纯化污染蛋 白, 只有Fc 片断结合部位存在 ?适用于大量免疫沉淀: 至 100/ ml ?生物磁性颗粒蛋白G ( Bio-Adembeads Protein G) : ?适于小规模免疫球蛋白提取和免疫沉淀 ?开始样本可以是唾液, 血浆, 腹水和组织培养液或杂交瘤上清液 ?磁性技术产生一高特异性 (= 无色谱柱, 无离心) ?快速步骤 (<1小时) ?重组蛋白形式的蛋白G无白蛋白结合部位和Fab结合和部位. ?适用于大量免疫沉淀: 至 100/ ml ?生物链霉亲合素纳米磁性颗粒:(Bio-Adembeads Streptavidin) 与重组蛋白形式的链霉亲合素相连接,作为多种应用的方便工具 : 免疫测定, 蛋白提纯, 细胞筛选, 或分子生物提纯 (如 mRNA 分离) 等. 细胞磁粒 ?人CD4+细胞磁性颗粒 (Human CD4+ Cell-Adembeads) :

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/c616293480.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

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

小动物磁性纳米颗粒磁共振成像

MagImaging?小动物磁共振/磁粒子成像造影剂 NanoEast?的背后是一个科学家团队,有来自化学、生物医学工程、临床医学、医学电子学等领域的专家和教授,东纳生物专注于生物医学纳米材料与纳米技术的研发, 致力于纳米材料与纳米技术的生物医学应用。NanoEast?已成为生命科学领域重要的 纳米材料及纳米技术的优质服务商。 MagImaging?是一个拥有完整磁共振成像(MRI)/磁粒子成像(MPI)造影剂系列产品的影像学试剂,可以用于科研及临床前的小动物体内成像研究。MagImaging?试剂的发明得益于东纳生物的科学家长期的纳米材料研制及其医学应用的研究进展,完全 符合动物成像实验研究的标准,具有突出的成像质量,并且所有的MagImaging?造 影剂都采用经过大量实验验证的安全剂量,在小动物的耐受计量范围。 磁共振成像(MRI)是利用氢核的磁共振弛豫信号进行成像,磁性纳米颗粒造影剂通 过静脉注射在血液系统及相关组织分布或靶向到特定器官中,形成局部磁场微扰并改 变氢核弛豫信号,从而实现对比增强。磁粒子成像(MPI)系统由布鲁克与飞利浦公司合作开发,相关研究2005年首次在《自然》杂志上发表,其断层扫描成像技术通过直接探测注入体内的磁性纳米颗粒而获得快速和高分辨成像,是磁成像领域又一项突破 性创新。 MagImaging?小动物磁共振/磁粒子成像造影剂系类是专为MRI和MPI系统设计的磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒对比增强试剂。具有如下优势: l 采用纳米材料合成领域先进的高温热解法制备,具有均一的尺寸、高的饱和磁化强 度和对比增强成像效果; l 纳米颗粒表面采用生物相容性的PEG或磷脂PEG进行高密度修饰,因而具有较长的体内血液循环时间和肿瘤被动靶向能力,并且PEG末端具有甲氧基、羧基、氨基等基团,方便与特异性靶向识别分子(如抗体、适配体、靶向肽等)偶联,从而构建靶向 纳米探针; l PEG末端或者磷脂层内可以通过化学偶联或疏水相互作用引入荧光、化疗药物等分子,从而构建多模态或多功能诊疗纳米探针; l 优化的控制制备技术可以提供多种尺寸的磁性纳米颗粒,包括5nm、10nm、25nm、50nm,为客户研究纳米颗粒体内行为和成像的尺寸依赖性提供了手段。

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

纳米四氧化三铁的应用

纳米四氧化三铁的应用本页仅作为文档页封面,使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March

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,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。 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

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