文档介绍：安徽大学
博士学位论文
高分子/Fe3O4纳米复合材料的制备与性质研究
姓名:鲁文胜
申请学位级别:博士
专业:高分子化学与物理
指导教师:沈玉华
2010-04
摘要
摘要
磁性纳米材料及其复合材料的制备是当今纳米新材料研究的一个重要领域。
本论文首次利用生物分子葡萄糖为还原剂,通过绿色化学合成方法制备得到了超
顺磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒;还利用原位还原法、共混包埋法、悬浮聚合
法等方法分别制备得到了双功能 Fe3O4/Se 一维纳米板束、Fe3O4/Se/PANI 复合材
料、双醛淀粉包覆的和聚苯乙烯-丙烯酸包覆的 Fe3O4 磁性高分子微球。并对产
物的组成、结构和性能进行了研究。具体研究内容如下:
,葡萄糖酸(葡萄糖的氧化产物)为稳定剂和分散
剂,通过绿色化学合成方法制得了超顺磁性 Fe3O4 纳米颗粒。实验结果表明,制
得的 Fe3O4 纳米颗粒为反尖晶石结构,平均粒径大小约为 nm,粒径分布窄,
分散性好,室温磁饱和强度达到 emu/g,矫顽力和剩磁为零。这种制备方法
非常简便,反应条件温和,可能为绿色合成其他纳米材料提供了一种简便的合适
的途径。
2-
Fe3O4 纳米颗粒能够吸附 SeO3 (Se(IV))离子,无需添加任何交联剂
和分散剂,通过原位还原法制得均一的新颖的稻草捆样的具有荧光和超顺磁性双
重性质的 Fe3O4/Se 一维纳米板束。结果表明,Fe3O4/Se 一维纳米板的长、宽和厚
度分别为 6-8 µm、300-400 nm 和 50 nm;Fe3O4 纳米颗粒在制备双功能纳米复合
物过程中可能起到“种子”和催化剂的双重作用;Fe3O4/Se 纳米复合物中 t-Se
由于量子尺寸效应其禁带能隙和电子直接跃迁发生明显的蓝移;Fe3O4/Se 一维纳
米板束的形成机理可能涉及到 Fe3O4/Se 纳米球的形成、生长和聚集,以及一维
纳米板的形成与自组装。我们所制得的稻草捆样的 Fe3O4/Se 纳米复合物还可能
通过牺牲模板法制备其他具有特殊形貌的双功能纳米材料。例如:Fe3O4/Ag2Se,
Fe3O4/Bi2Se3 和 Fe3O4/CdSe 等。这种双功能材料在微电子和生物医学等领域具有
2-
潜在的应用价值。并在水热条件下利用 SeO3 氧化苯胺,通过表面原位合成法制
得兼具磁性和导电性能的纳米 Fe3O4/Se/PANI 复合材料。
(葡萄糖),在
前面的研究基础上,我们又以淀粉和三氯化铁为原料,也成功地制备得到了超顺
I
高分子/Fe3O4 纳米复合材料的制备与性质研究
磁性 Fe3O4 纳米颗粒,并通过共混包埋法,以环氧氯丙烷为交联剂,将双醛淀粉
包覆在 Fe3O4 磁性纳米颗粒上,制备出了磁性双醛淀粉复合纳米颗粒,并以牛血
清白蛋白为模型对复合纳米颗粒固定蛋白能力进行了研究。磁性双醛淀粉复合纳
米颗粒的粒径分布在 50 nm~150 nm 之间,平均粒径大小约为 100 nm,醛基含
量约为 %,双醛淀粉包裹率约为 %,室温饱和磁化强度为 emu/g,
没有剩磁和矫顽力,对蛋白的装载率和包封率分别为 %和 %。这也表明
我们制备的产物在药物载体和靶向释药等方面具有潜在的应用。
,丙烯酸为功能单体,利用分散聚合法,以油酸修饰
的 Fe3O4 纳米颗粒为磁核,苯乙烯-丙烯酸共聚物为高分子壳层,制备得到了单
分散、含有羧基的 Fe3O4/聚苯乙烯-丙烯酸[P(St-AA)]磁性高分子复合微球,并以
姜黄素为模拟药物对磁性复合微球载药能力进行了研究。结果表明,我们制得的
磁性高分子复合微球形貌为球形,粒径分布在 50 nm~120 nm 之间,平均粒径大
小约为 100 nm;磁性高分子复合微球中聚苯乙烯-丙烯酸的含量和 Fe3O4 磁性纳
米微粒的含量分别约为 74%和 %;对姜黄素的装载率和包封率分别为 %
和 %;磁性高分子复合微球室温饱和磁化强度为 ,没有剩磁和矫
顽力。
关键词:四氧化三铁,磁性纳米颗粒,磁性纳米复合物,双功能材料,磁性高分
子复合微球
II
Abstract
Abstract
The synthesis of ic nanomaterials and ic posites is one of
important fields in nano-material research. In