超细ZnFe2O4纳米晶与蛋白质的相互作用

水热法制备了超细ZnFe2O4纳米晶,并通过高分辨透射电镜(HRTEM)、XRD和EDX技术对其进行了表征。以牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)和牛血红蛋白(Hemoglobin)为模式蛋白,研究了纳米晶在不同pH条件下对蛋白质分子的吸附及其与ζ电势的关系。通过动态光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)和傅立叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared,FTIR)技术分别研究了纳米晶吸附蛋白后流体力学直径的变化以及蛋白质构象的变化。结果表明,ZnFe2O4纳米晶对牛血红蛋白的吸附符合静电吸附的规律,而对BSA的吸附则不符合静电吸附的规律。纳米晶吸附牛血红蛋白后主要以单体和三聚体的形式存在,仅存在少量的团聚体,而吸附BSA后完全以团聚体的形式存在。FTIR光谱则显示纳米晶对牛血红蛋白构象的影响大于对BSA构象的影响。在合适的pH条件下,纳米晶对BSA及牛血红蛋白的吸附容量均超过380 mg·g-1,有望应用于蛋白质的高效分离。     

CoFe2O4纳米晶与牛血清白蛋白和牛血红蛋白的相互作用：吸附、纳米晶的团聚及蛋白构象的变化

水热制备了约10nm的CoFe₂O₄纳米晶,通过Zeta电势、动态光散射（Dynamic Light Scattering,DLS）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）技术研究了纳米晶与牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin,BSA）和牛血红蛋白（Hemoglobin）的相互作用。纳米晶对BSA和血红蛋白都有很强的吸附,其中对血红蛋白的吸附符合静电吸附的规律,而对BSA的吸附则不符合静电吸附的规律。在pH=5.5和7.0时纳米晶对BSA和血红蛋白的吸附容量分别达到237.9mg·g^-1和256.9mg·g^-1。DLS结果表明蛋白质能够导致纳米晶团聚。吸附BSA或血红蛋白后,纳米晶的DLS粒径由51nm分别增大到472nm和114nm。CoFe₂O₄纳米晶还导致了蛋白质FTIR谱发生明显变化。BSA和血红蛋白的酰胺I带由于纳米晶的作用分别减少了4cm^-1和6cm^-1。     

超细ZnFe2O4纳米晶与蛋白质的相互作用

水热法制备了超细ZnFe₂O₄纳米晶,并通过高分辨透射电镜(HRTEM)、XRD和EDX技术对其进行了表征。以牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)和牛血红蛋白(Hemoglobin)为模式蛋白,研究了纳米晶在不同pH条件下对蛋白质分子的吸附及其与ζ电势的关系。通过动态光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)和傅立叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared,FTIR)技术分别研究了纳米晶吸附蛋白后流体力学直径的变化以及蛋白质构象的变化。结果表明,ZnFe₂O₄纳米晶对牛血红蛋白的吸附符合静电吸附的规律,而对BSA的吸附则不符合静电吸附的规律。纳米晶吸附牛血红蛋白后主要以单体和三聚体的形式存在,仅存在少量的团聚体,而吸附BSA后完全以团聚体的形式存在。FTIR光谱则显示纳米晶对牛血红蛋白构象的影响大于对BSA构象的影响。在合适的pH条件下,纳米晶对BSA及牛血红蛋白的吸附容量均超过380mg·g^-1,有望应用于蛋白质的高效分离。     

新型石墨烯磁性复合材料的制备及其对水中亚甲基蓝的吸附去除

采用绿色、温和的方法合成了一种新型的磁性纳米复合材料(Fe3O4@PDA@RGO),并考察了其对水溶液中亚甲基蓝的吸附去除效果。多巴胺通过自聚合作用可以直接吸附到Fe3O4表面,其既是氧化石墨烯(GO)的还原剂,也是Fe3O4和还原态氧化石墨烯(RGO)组装的偶联剂。反应过程中无需热处理或加入其他有机试剂。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X衍射光谱(XRD)和拉曼光谱等技术对制备的磁性纳米复合材料进行了表征。结果表明,Fe3O4@PDA@RGO具有较强的磁性(37.8 emu·g-1),对亚甲基蓝有较高的吸附去除能力(98 mg·g-1)。Fe3O4@PDA@RGO对亚甲基蓝的吸附能力随着p H值的增大而增强,其吸附过程符合拟二级反应动力学方程和Langmuir吸附模型。Fe3O4@PDA@RGO作为吸附剂,其性质稳定,经磁性分离可重复利用10次以上。     

静电纺丝制备铁(Ⅱ)/聚丙烯腈复合纳米纤维及其应用于吸附铬(Ⅵ)

利用静电纺丝技术制备了铁(Ⅱ)/聚丙烯腈[Fe(Ⅱ)/PAN]复合纳米纤维,用于吸附检测溶液中的铬(Ⅵ)。SEM及BET分析可知,纤维形态结构均匀,直径大约为153nm,比表面积为14.0m2·g-1。Fe(Ⅱ)/PAN复合纳米纤维表面携带的PAN…Fe(Ⅱ)(OH)+官能团能快速吸附去除溶液中的铬(Ⅵ),并将其还原为铬(Ⅲ)。根据吸附等温线模型分析,Langmuir模型更适合本体系,最大吸附量为5.40mg·g-1。在优化的试验条件下,97%的铬(Ⅵ)可被从溶液中去除。     

壳聚糖包覆磁性纳米粒子的制备和表征以及蛋白质吸附特性

制备了一种壳聚糖包覆的磁性纳米粒子,并对其进行了表征和蛋白吸附特性研究.首先通过共沉淀法制备了表面羧基功能化的磁性纳米粒子(MNP-COOH),然后通过静电相互作用将壳聚糖自组装在MNPCOOH粒子表面,在甲醛保护氨基的情况下,利用环氧氯丙烷交联粒子表面壳聚糖上的羟基,交联完成后脱去氨基保护剂,制得表面富含氨基的壳聚糖包覆磁性纳米粒子(MNP-CS).分别使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)、震动样品磁强计(VSM)和zeta电位仪等对制得的MNP-CS进行表征.结果表明,壳聚糖成功地被包裹在磁性纳米颗粒表面.颗粒可完全分散于pH=1~14的水溶液中,形成均匀溶胶,Fe3O4磁核能抵抗0.1 mol/L的HCl溶液腐蚀.MNP-CS颗粒直径为10~20 nm,饱和磁化值为50.05 emu/g,剩磁和矫顽力近似为零,具有明显的超顺磁性.制得的磁性纳米粒子吸附BSA时呈明显的S型等温吸附特性,单层吸附量约为300 mg/g.     

花状3D纳米Pd/CeO2催化剂的制备及其性能研究

以PdCl2为前驱体,十六烷基三甲基溴化铵为保护剂,用超声波膜扩散法制备了Pd纳米粒子溶胶(E,Pd负载量1.0 wt%)。采用水热法制备了3D纳米花状Pd/CeO2催化剂(F),其结构,形貌和物理化学性能经XRD,SEM和N2吸附-脱附表征。考察了晶化时间对F形貌和晶型的影响。结果表明,晶化时间72 h制备的F72具有较高的比表面积(108 m2·g-1)和较大的孔体积(0.11 cm3·g-1);晶化时间48 h制备的F48呈现花状形貌,由大量厚度(20 nm～30 nm)均匀的纳米单元自组装而成。     

CoFe2-xMnxO4纳米晶薄膜的结构、磁性及磁光效应研究

为了改善磁光材料CoFe2O4的磁学特性,本研究利用改进的溶胶-凝胶法在单晶硅衬底上制备了不同掺杂量的CoFe2-xMnxO4(x=0～2,0)纳米晶薄膜系列样品。并对其结构、磁性及磁光效应进行了研究。结果表明,Mn^3+的掺入可以有效地控制和降低CoFe2O4的居里温度,并可显著地增强薄膜的磁光效应。     

导电聚苯胺与磁性CoFe2O4纳米复合物的制备与表征

在利用HNO3酸化处理CoFe2O4磁性纳米粒子使其表面离子化、分散性得到改善的基础上, 采用原位聚合法制备了具有电磁功能的聚苯胺/CoFe2O4 (PANI/CoFe2O4)纳米复合物. 借助TEM, XRD, FT-IR, TG, 四探针电导率仪、VSM(振动样品磁强计)等分析手段研究了复合物的形貌、结构、热稳定性及电磁性能. 结果表明, 处理过的CoFe2O4磁性纳米粒子可形成分散均匀的PANI/CoFe2O4纳米复合物, CoFe2O4以25 nm左右的粒子分散于聚苯胺基体中; PANI与CoFe2O4之间存在化学键合作用, 正是这种作用使复合物热稳定性得以提高; 复合物同时具有导电性和磁性能, 且随CoFe2O4含量变化而变化.     

镍锌纳米晶铁氧体的络合溶胶-凝胶法合成及表征

利用乙酰丙酮(AcAcH)络合溶胶-凝胶法合成了Ni0.5Zn0.5Fe2O4(NZFO)尖晶石型软磁铁氧体。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术研究了Fe、Zn、Ni 3种溶胶中AcAcH与Fe3+、Zn2+、Ni2+的结合形式,通过比较Fe、Zn、Ni溶胶与未添加AcAcH的Fe、Zn、Ni甲醇溶液的红外光谱发现,分别在1 532 cm-1、1 520 cm-1和1 520 cm-1处多了一个吸收峰,说明AcAcH都能与3种离子发生螯合反应。采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、物性测量系统(PPMS)分别表征NZFO铁氧体的相组成、微结构以及磁性能。XRD测试结果表明,NZFO铁氧体为单一尖晶石相结构;HRTEM透射结果表明,NZFO为片状,大小均匀,尺寸45 nm左右;PPMS研究结果表明,NZFO铁氧体的饱和磁化强度(Ms)和矫顽力(Hc)分别为36 emu.g-1和167 Oe。     

Zn掺杂Co9S8纳米材料的制备及其在超级电容器和电催化析氢中的应用

采用原位溶剂热生长法设计合成了锌掺杂Co₉S₈纳米颗粒。各种表征技术和性能测试结果表明：锌掺杂Co₉S₈纳米颗粒的孔尺寸为18 nm,比表面积为23 m²·g^-1;同时微量的锌掺杂显著增强了Co₉S₈的电催化析氢（HER）活性及电容器性能。在HER性能测试中,当电流密度为10 mA·cm^-2时电位为-361 mV,电流密度最高可达38.26 mA·cm^-2,且具有优异的循环稳定性。同时在电容器性能测试中具有较高的比电容,当电流密度为1 A·g^-1时,质量比电容和面积比电容分别为235.48 F·g^-1和812.4 mF·cm^-2。     

用于高效去除水中孔雀石绿的三层结构磁性复合材料Fe3O4@聚丙烯酸@ZiF-8的制备

设计并合成了一种以磁性纳米粒子为核,聚合物为中间层,金属有机骨架材料为外层的三层结构磁性复合材料(Fe₃O₄@PAA@ZIF-8)。首先利用溶剂热法制备Fe₃O₄纳米粒子,然后通过蒸馏沉淀聚合法在Fe₃O₄纳米粒子表面包覆聚丙烯酸(PAA)层,最后通过原位沉积法在PAA外部包覆ZIF-8。在对Fe₃O₄@PAA@ZIF-8的组成和结构进行表征的基础上,深入研究其对孔雀石绿(MG)的吸附性能。透射电子显微镜(TEM)显示Fe₃O₄@PAA@ZIF-8具有明显的三层结构,Fe₃O₄的平均粒径为117nm,PAA层厚度约为17 nm,ZIF-8层的厚度约为14 nm。Fe₃O₄@PAA@ZIF-8对MG的吸附量随着p H的升高而增大,吸附过程符合准二阶动力学模型和Langmuir等温吸附模...     

用于高效去除水中孔雀石绿的三层结构磁性复合材料Fe3O4@聚丙烯酸@ZiF-8的制备

设计并合成了一种以磁性纳米粒子为核，聚合物为中间层，金属有机骨架材料为外层的三层结构磁性复合材料(Fe₃O₄@PAA@ZIF 8)。首先利用溶剂热法制备Fe₃O₄纳米粒子，然后通过蒸馏沉淀聚合法在Fe₃O₄纳米粒子表面包覆聚丙烯酸(PAA)层，最后通过原位沉积法在PAA外部包覆ZIF 8。在对Fe₃O₄@PAA@ZIF 8的组成和结构进行表征的基础上，深入研究其对孔雀石绿(MG)的吸附性能。透射电子显微镜(TEM)显示 Fe₃O₄@PAA@ZIF 8 具有明显的三层结构，Fe₃O₄的平均粒径为 117nm，PAA 层厚度约为 17 nm，ZIF 8层的厚度约为 14 nm。Fe₃O₄@PAA@ZIF 8对 MG 的吸附量随着 pH 的升高而增大，吸附过程符合准二阶动力学模型和 Langmuir等温吸附模型。此外，Fe₃O₄@PAA@ZIF 8还表现出良好的重复利用性能，8次循环利用后对MG(500 mg·L^-1)的最大吸附量仍可达982 mg·g^-1。     

GO/Fe3O4/有机胺复合材料的制备及对结晶紫染料的吸附性能

用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用乙二胺、乙二胺与丁二胺/己二胺混溶来改性氧化石墨烯。用水热法制备了Fe3O4,并用物理混合法制备了GO/Fe3O4/有机胺的三元复合体系。用透射电镜、扫描电镜、红外光谱、热重分析、X射线衍射、VSM和XPS等对所制得的样品进行了结构表征和性能测试,研究了三元复合粒子对结晶紫染料的吸附性能及影响结晶紫染料吸附效果的因素。结果表明:所制备的Fe3O4的平均粒径约为200 nm,粒径分布均匀;复合物中GO为典型的片状结构,GO及有机胺的掺杂没有影响Fe3O4的尖晶石结构;复合物为超顺磁性,Ms为53.0 emu·g~(-1)。吸附结果表明:石墨烯/Fe3O4/有机胺的三元复合材料对结晶紫染料的最大吸附量随浓度增大而增大,而吸附结晶紫染料的移除率却随结晶紫染料浓度增大而减小,并趋向一定值;乙二胺和己二胺混溶比例为5∶1的GO/Fe3O4复合材料吸附性能最佳:结晶紫浓度为400 mg·L~(-1),最大吸附量为164.3 mg·L~(-1)。     

核-隔层-壳结构Fe3O4@MoO3@mSiO2纳米载体的合成及其药物可控释放

利用加热均匀、迅速、热平稳性好和安全性高的微波热响应来实现药物的微波可控释放。引入具有微波热响应性质、热稳定性和化学稳定性好的Mo O3作为微波吸收物质,制备了核-隔层-壳结构Fe_3O_4@MoO_3@mSiO_2纳米药物载体。研究该纳米载体对药物布洛芬(IBU)的负载和微波响应可控释放过程。该纳米载体具有高的比表面积(222 cm2·g-1)和较大的孔隙体积(0.14 cm3·g-1)可用来负载药物。同时还具有较好的磁响应性,可实现药物的靶向给药,具有相对好的微波热响应性,可通过MoO_3中间层吸收微波辐射实现药物的可控释放。结果表明,在持续微波辐射360 min时IBU的释放率达到86%,远远高于仅搅拌时的释放率。     

核-隔层-壳结构Fe3O4@MoO3@mSiO2纳米载体的合成及其药物可控释放

利用加热均匀、迅速、热平稳性好和安全性高的微波热响应来实现药物的微波可控释放。引入具有微波热响应性质、热稳定性和化学稳定性好的MoO₃作为微波吸收物质,制备了核-隔层-壳结构Fe₃O₄@MoO₃@mSiO₂纳米药物载体。研究该纳米载体对药物布洛芬（IBU）的负载和微波响应可控释放过程。该纳米载体具有高的比表面积（222 cm²·g^-1）和较大的孔隙体积（0.14 cm³· g^-1）可用来负载药物。同时还具有较好的磁响应性,可实现药物的靶向给药,具有相对好的微波热响应性,可通过MoO₃中间层吸收微波辐射实现药物的可控释放。结果表明,在持续微波辐射360 min时IBU的释放率达到86%,远远高于仅搅拌时的释放率。     

Synthesis of high surface area nanometer magnesia by solid-state chemical reaction

Nanometer MgO samples with high surface area, small crystal size and mesoporous texture were synthesized by thermal decomposition of MgC₂O₄ · 2H₂O prepared from solid-state chemical reaction between H₂C₂O₄ · 2H₂O and Mg (CH₃COO)₂ · 4H₂O. Steam produced during the decomposition process accelerated the sintering of MgO, and MgO with surface area as high as 412 m² · g⁻¹ was obtained through calcining its precursor in flowing dry nitrogen at 520°C for 4 h. The samples were characterized by X-ray diffraction, N₂ adsorption, transmission electron microscopy, thermogravimetry, and differential thermal analysis. The as-prepared MgO was composed of nanocrystals with a size of about 4–5 nm and formed a wormhole-like porous structure. The MgO also had good thermal stability, and its surface areas remained at 357 and 153 m²·g⁻¹ after calcination at 600 and 800°C for 2 h, respectively. Compared with the MgO sample prepared by the precipitation method, MgO prepared by solid-state chemical reaction has uniform pore size distribution, surface area, and crystal size. The solid-state chemical method has the advantages of low cost, low pollution, and high yield, therefore it appears to be a promising method in the industrial manufacture of nanometer MgO. Translated from Chinese Journal of Catalysis, 2006, 27(9): 793–798 (in Chinese)     

CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷催化剂的制备及其催化臭氧化性能

采用涂覆法制备了CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷催化剂。利用X射线衍射、N_2吸附-脱附和透射电镜等方法对所制备的催化剂进行了表征,并分析了其催化臭氧化降解对苯二酚的效能。结果表明,CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷的晶相属于典型的尖晶石结构,具有较大的比表面积、孔容和孔径,分别达到77 m~2·g~(-1)、0.001 7 cm~3·g~(-1)和3.9 nm。CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷催化臭氧化对苯二酚的去除率高达81.2%,COD去除率可达47.7%。在叔丁醇存在的条件下,对苯二酚的去除率显著下降,说明CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷催化臭氧化遵循羟基自由基机理。     

CoAl2O4/蜂窝陶瓷催化剂的制备及其催化臭氧化性能

采用涂覆法制备了CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化剂。利用X射线衍射、N₂吸附-脱附和透射电镜等方法对所制备的催化剂进行了表征,并分析了其催化臭氧化降解对苯二酚的效能。结果表明,CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷的晶相属于典型的尖晶石结构,具有较大的比表面积、孔容和孔径,分别达到77 m²·g^-1、0.001 7 cm³·g^-1和3.9 nm。CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化臭氧化对苯二酚的去除率高达81.2%,COD去除率可达47.7%。在叔丁醇存在的条件下,对苯二酚的去除率显著下降,说明CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化臭氧化遵循羟基自由基机理。