四氧化三铁磁性纳米颗粒的制备
磁性 Fe3O4 纳米材料具有超顺磁性以及生物相容性较好的特点，越来越受到广泛科研工作者的关注。本论文利用不同表明活性剂（油酸、柠檬酸钠、茶多酚和β环糊精），通过共沉淀的方法，制备了具有不同粒径及分散性的磁性四氧化三铁纳米颗粒，通过XRD，VSM以及细胞毒性检测，对这四种表面活性剂包覆的磁性纳米颗粒进行了表征。结果表明，油酸改性及柠檬酸改性的磁性颗粒分散性较好，具有超顺磁性；而茶多酚及β环糊精改性的纳米颗粒生物相容性较好，但分散性差，不具备超顺磁性。关键词 四氧化三铁纳米粒颗粒、生物相容性、超顺磁性
目 录
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 纳米材料 1
1.2.1 纳米材料的概述 1
1.2.2 纳米材料的性质 2
1.2.3 纳米粒子的团聚和表面修饰的研究 3
1.2.4 纳米材料在医学中的应用 4
1.3 磁性纳米粒子 6
1.3.1 磁性纳米粒子材料的简介与选取 6
1.3.2 磁性纳米粒子材料的基本磁学性质 6
1.3.3 Fe3O4的制备方法 7
1.3.4 Fe3O4的表面修饰 7
1.3.5 磁性纳米粒子在生物医学上的应用 8
2 Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 9
2.1 Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 9
2.1.1 实验试剂 9
2.1.2 改性Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 10
2.2 Fe3O4磁性纳米粒子的改性 11
2.3 Fe3O4磁性纳米粒子的表征 11
2.4 实验结果的讨论与分析 12
2.4.1 Fe3O4纳米颗粒的粒径和XRD分析 12
2.4.2 四种不同试剂改性的Fe3O4纳米颗粒的磁性能分析 13
2.4.3 透射电镜显微镜分析 14
2.4.4 细胞毒性分析 14
结 论 16
致 谢 17
参考文献 18 第1章 绪论
1.1 引言
这些年以来，纳米技 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
术是一个大的进步，所以对于纳米技术的研究引起了很多科学家的兴趣。目前纳米粒子在工业和民用方面应用很广泛，这完全取决于纳米粒子的神奇性能，它可以使材料拥有之前没有的能力，其中很好的突出在力学、电学、催化和物理化学性质这些地方。但是纳米粒子的应用和制备也存在着很多的困难，尤其是纳米粒子的团聚：和纳米聚晶材料相比团聚会使纳米颗粒的长大形成异常问题，使性能达不到预期；当然具有自组装结构的纳米材料，团聚会导致材料的结构发生改变；对那些直接用到纳米粒子的情况，团聚会直接影响材料的利用效率和性能 [1]。所以解决团聚问题是必须要解决的事情。根据以上问题，本文详细分析了团聚的因素，接着研究了纳米粒子的分散技术和分散机理。
1.2 纳米材料
1.2.1 纳米材料的概述
“纳米”的概念最早是由RP费曼着名的美国物理学家在20世纪50年代末提出的。诺贝尔奖获得者：在20世纪60年代，他预言：如果我们能够控制少量物质的排列，那么我们就可以拥有许多非凡的物质特征，因为这一预言所以出现了力量和效应，纳米技术也被用在了各种地方。纳米材料的研发在这些年速度很快，而且纳米材料具有一般材料没有的功能，因此受到了科学界的关注。
纳米材料的发展概况：
现在纳米材料已经成为一个广泛概念，它指的是一种材料，它至少在一个纳米尺度的三维空间中具有一个维度，或者由纳米基本单元构成，纳米基本单元定义为1100 nm的尺度。自开发以来就一直没有生产过。其纳米材料的发展为以下三个阶段。
（1）在第一阶段（1990年之前），纳米的概念被人提出，并且开始了初步发展。这个阶段仅仅研究单一材料和单一相材料。研究人员的任务是尝试不同路径制备成分不同的纳米材料，然后利用纳米材料来解析它的性能，但是这只是实验，不能在实际生活中应用。在1984年。德国的萨尔大学，利用惰性气体制备的纳米材料具有情节表面的性能，如Fe，Cu，Pd等做过：1988年，法国科学家在NanoFe / Cr多层膜上产生巨大的磁阻效应。
（2）在第二阶段（19901994），纳米材料的设计和制备在科学界已经很热门。纳米复合材料是因为纳米粒子的复合;这一阶段的主要成果是：在1991年，日本NEC公司的I.shima（S.ljma）第一次发现了同轴多层的碳纳米管。
（3）第三阶段（1994年至今）纳米材料大热。比较经典的是纳米材料的组装。比如在1994年，美国的1BM公司通过实验发现了纳米巨磁阻材料，然后把这种材料用在了磁记录装置上面，使磁盘的记录密度达到了前所未有的高度。开创了一个跳动的市场。2002年6月，华盛顿大学的研究人员利用化学气象沉积法制备了直径仅为20200 nm的硼纳米管。
1.2.2 纳米材料的性质
基本性质：
（1）体积效应：纳米晶体的尺寸小于等于传导电子波长时，晶体周围的性能会被破坏，比如磁性，内部压力，光的吸收，热阻，化学活性，催化和熔点等。与颗粒相比有很大的变化。这是纳米颗粒的体积效应。
（2）表面效应：纳米晶体的原子数与原子总数之比先变小，但是过后就很快增加。
（3）量子尺寸效应：粒子尺寸减小的时候，电子像短波方向发展。
主特性：
（1）因为纳米晶体的尺寸很小，甚至比表面积更小，导致了原子的表面百分比很高，所以使得吸附能力强，纳米材料具有其他大部分物质无法比拟的几种性质判断。
（2）化学反应性能：当一些材料的粒径成为纳米级别时，它的性能变得波动，这时会出现化学反应特性。举个例子，新制备的纳米金属材料有可能会在接触空气时发生强烈的氧化反应，有时候发光都不会是问题。
目 录
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 纳米材料 1
1.2.1 纳米材料的概述 1
1.2.2 纳米材料的性质 2
1.2.3 纳米粒子的团聚和表面修饰的研究 3
1.2.4 纳米材料在医学中的应用 4
1.3 磁性纳米粒子 6
1.3.1 磁性纳米粒子材料的简介与选取 6
1.3.2 磁性纳米粒子材料的基本磁学性质 6
1.3.3 Fe3O4的制备方法 7
1.3.4 Fe3O4的表面修饰 7
1.3.5 磁性纳米粒子在生物医学上的应用 8
2 Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 9
2.1 Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 9
2.1.1 实验试剂 9
2.1.2 改性Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 10
2.2 Fe3O4磁性纳米粒子的改性 11
2.3 Fe3O4磁性纳米粒子的表征 11
2.4 实验结果的讨论与分析 12
2.4.1 Fe3O4纳米颗粒的粒径和XRD分析 12
2.4.2 四种不同试剂改性的Fe3O4纳米颗粒的磁性能分析 13
2.4.3 透射电镜显微镜分析 14
2.4.4 细胞毒性分析 14
结 论 16
致 谢 17
参考文献 18 第1章 绪论
1.1 引言
这些年以来，纳米技 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
术是一个大的进步，所以对于纳米技术的研究引起了很多科学家的兴趣。目前纳米粒子在工业和民用方面应用很广泛，这完全取决于纳米粒子的神奇性能，它可以使材料拥有之前没有的能力，其中很好的突出在力学、电学、催化和物理化学性质这些地方。但是纳米粒子的应用和制备也存在着很多的困难，尤其是纳米粒子的团聚：和纳米聚晶材料相比团聚会使纳米颗粒的长大形成异常问题，使性能达不到预期；当然具有自组装结构的纳米材料，团聚会导致材料的结构发生改变；对那些直接用到纳米粒子的情况，团聚会直接影响材料的利用效率和性能 [1]。所以解决团聚问题是必须要解决的事情。根据以上问题，本文详细分析了团聚的因素，接着研究了纳米粒子的分散技术和分散机理。
1.2 纳米材料
1.2.1 纳米材料的概述
“纳米”的概念最早是由RP费曼着名的美国物理学家在20世纪50年代末提出的。诺贝尔奖获得者：在20世纪60年代，他预言：如果我们能够控制少量物质的排列，那么我们就可以拥有许多非凡的物质特征，因为这一预言所以出现了力量和效应，纳米技术也被用在了各种地方。纳米材料的研发在这些年速度很快，而且纳米材料具有一般材料没有的功能，因此受到了科学界的关注。
纳米材料的发展概况：
现在纳米材料已经成为一个广泛概念，它指的是一种材料，它至少在一个纳米尺度的三维空间中具有一个维度，或者由纳米基本单元构成，纳米基本单元定义为1100 nm的尺度。自开发以来就一直没有生产过。其纳米材料的发展为以下三个阶段。
（1）在第一阶段（1990年之前），纳米的概念被人提出，并且开始了初步发展。这个阶段仅仅研究单一材料和单一相材料。研究人员的任务是尝试不同路径制备成分不同的纳米材料，然后利用纳米材料来解析它的性能，但是这只是实验，不能在实际生活中应用。在1984年。德国的萨尔大学，利用惰性气体制备的纳米材料具有情节表面的性能，如Fe，Cu，Pd等做过：1988年，法国科学家在NanoFe / Cr多层膜上产生巨大的磁阻效应。
（2）在第二阶段（19901994），纳米材料的设计和制备在科学界已经很热门。纳米复合材料是因为纳米粒子的复合;这一阶段的主要成果是：在1991年，日本NEC公司的I.shima（S.ljma）第一次发现了同轴多层的碳纳米管。
（3）第三阶段（1994年至今）纳米材料大热。比较经典的是纳米材料的组装。比如在1994年，美国的1BM公司通过实验发现了纳米巨磁阻材料，然后把这种材料用在了磁记录装置上面，使磁盘的记录密度达到了前所未有的高度。开创了一个跳动的市场。2002年6月，华盛顿大学的研究人员利用化学气象沉积法制备了直径仅为20200 nm的硼纳米管。
1.2.2 纳米材料的性质
基本性质：
（1）体积效应：纳米晶体的尺寸小于等于传导电子波长时，晶体周围的性能会被破坏，比如磁性，内部压力，光的吸收，热阻，化学活性，催化和熔点等。与颗粒相比有很大的变化。这是纳米颗粒的体积效应。
（2）表面效应：纳米晶体的原子数与原子总数之比先变小，但是过后就很快增加。
（3）量子尺寸效应：粒子尺寸减小的时候，电子像短波方向发展。
主特性：
（1）因为纳米晶体的尺寸很小，甚至比表面积更小，导致了原子的表面百分比很高，所以使得吸附能力强，纳米材料具有其他大部分物质无法比拟的几种性质判断。
（2）化学反应性能：当一些材料的粒径成为纳米级别时，它的性能变得波动，这时会出现化学反应特性。举个例子，新制备的纳米金属材料有可能会在接触空气时发生强烈的氧化反应，有时候发光都不会是问题。
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