免疫磁性纳米微球的制备与表征

成功制备了Fe3O4磁性纳米颗粒及二甲基丙烯酸乙二醇酯-甲基丙烯酸(EGDMA-MAA)共聚物包覆的Fe3O4磁性复合微球。将吲哚美辛抗体固定在复合微球表面,形成了Fe3O4(核)/聚合物-抗体(壳)的复合免疫磁性颗粒。XRD结果表明,制备的Fe3O4的晶型为反立方尖晶石型且纯度较高;TEM表征表明Fe3O4粒径较为均匀,平均粒径为12nm;磁性复合微球的平均直径为460nm。制备的Fe3O4磁性纳米颗粒和磁性复合微球有较强的磁响应强度,其饱和磁化率分别为49.16和8.38emu/g,能够满足磁性分离的要求。FT IR验证了磁性复合微球中羧基特征峰的存在,表明羧基成功连接在磁性微球上面。通过碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)活化法将微球表面羧基活化并成功与抗吲哚美辛抗体交联。     

Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂的制备及其对Pb2+吸附性能

用乙二醇为溶剂,三氯化铁和尿素为起始反应试剂,柠檬酸为粒子表面修饰剂,通过一步溶剂热法制备Fe3 O4纳米粒子,然后以一定浓度配比的Na2 SO4与NaOH混合液为沉淀剂,通过沉淀聚合法制备Fe3 O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)和物理特性测试仪(PPMS)表征样品的结构、形貌和磁性能,并使用原子吸收分光光度计(AAS)评价吸附剂对Pb2+的吸附去除性能。结果表明,Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂是由磁性Fe3O4纳米球形粒子和鱼卵状壳聚糖纳米粒子聚集体复合而成,该吸附剂对Pb2+有很好的吸附去除性能,它对Pb2+的等温吸附线符合Langmuir模型,在温度298k和pH值5时,吸附剂对Pb2+的饱和吸附量为105.5mg/g。     

均匀共沉淀法制备BaTiO3 -Nix Zn1-x Fe2 O4 核-壳粒子及其性能

以尿素为沉淀剂, 在无后续热处理的情况下, 采用均匀共沉淀法制备了BaTiO3-NixZn1-xFe2O4核-壳粒子. 采用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 能谱仪(EDS)及振动样品磁强计(VSM)对BaTiO3-NixZn1-xFe2O4核-壳粒子的形貌、 结构、 成分和磁性能进行了表征. 结果表明, 制备的核-壳结构粒子中NixZn1-xFe2O4壳层在BaTiO3颗粒的表面包覆完整. 通过控制共沉淀中NiCl2·6H2O与ZnCl2的摩尔比可以调控BaTiO3-NixZn1-xFe2O4核-壳粒子的磁性; 加入的NiCl2·6H2O与ZnCl2摩尔比为7∶3时制得的核-壳粒子具有较好的磁性能, 其饱和磁化强度和矫顽力分别为26.999 A·m2/kg和902.787 A/m.     

配体交换法制备水中高分散稳定性的多羧基修饰Fe3O4纳米颗粒

采用油相高温分解法制备了粒径可控且单分散的油溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-OA), 并通过配体交换对其表面进行了亲水性修饰, 制备了柠檬酸(CA)、 N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠(SiCOOH)、 丁烷四羧酸(BTCA)和乙二胺四乙酸 (EDTA)四钠4种多羧基配体修饰的水溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-CA, MNPs-SiCOOH, MNPs-BTCA 和MNPs-EDTA), 其中首次选用四羧基配体BTCA和EDTA四钠来修饰Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs). 对油溶性MNPs和4种水溶性MNPs的形貌、 结构、 化学组成和磁性能进行了表征, 并对4种多羧基配体修饰的水溶性MNPs在水相中的稳定性和分散性进行了表征. 结果表明, 所得MNPs的平均粒径为15 nm, 具有超顺磁性, 配体交换后的水溶性MNPs具有良好的亲水性, 并在弱酸～碱性很宽的pH范围内具备良好的分散稳定性. 此类多羧基修饰的水溶性MNPs可与适当的阳离子聚电解质进行组装, 从而得到在磁靶向载体和磁共振造影(MRI)显影中具有良好应用前景的磁性自组装微囊.     

表面引发原子转移自由基聚合方法合成Fe3O4/PMMA复合纳米微粒

采用表面引发原子转移自由基聚合方法合成了核壳结构的磁性高分子纳米微粒. 作为聚合反应引发剂的3-氯丙酸, 首先与油酸修饰的Fe3O4纳米微粒表面的部分油酸置换, 然后在Fe3O4纳米微粒表面引发甲基丙烯酸甲酯聚合, 合成的纳米复合材料用TEM, FTIR, XRD和DSC表征. 磁性测试结果表明, 所制备的磁性高分子纳米微粒仍具有超顺磁性, 但由于聚合物的存在, 其饱和磁化强度降低.     

Fe3O4@SiO2@mTiO2介孔多功能纳米复合颗粒的制备及载药能力

以溶剂热法制备氨基功能化的Fe_3O_4纳米颗粒为磁核,结合溶胶-凝胶法和模板法在其表面先后包覆上致密的SiO_2层和介孔TiO_2层,制备了磁性-发光-微波热转换性-介孔结构为一体的多功能核-壳结构纳米复合颗粒,并对其结构、性能及载药能力进行了研究。XRD分析表明:Fe_3O_4表面包覆上了无定形结构的SiO_2和TiO_2。TEM照片表明:所得的纳米复合颗粒具有明显的核壳结构和完美的球形,构成核的Fe_3O_4颗粒的尺寸在40~50 nm之间,Fe_3O_4@SiO_2@mTiO_2核壳结构纳米复合颗粒的尺寸为60~70 nm,壳层厚度约10 nm,并可观察到壳层中清晰的孔状结构。磁性、荧光光谱和微波热转换特性分析表明:该复合颗粒同时具有良好的发光性、磁性和微波热转换特性。N_2气吸附及药物负载率分析表明,该复合颗粒具有较高的比表面积(640 m~2·g~(-1))和介孔结构(孔径约2.8 nm)并且具有较高的药物负载率。     

多巴胺用量对Fe3O4@PDA@PAMAM磁性纳米吸附材料的微观结构及吸附性能的影响

以自制的Fe3O4磁性纳米材料为核,多巴胺(DA)为表面修饰剂,成功地将2.0 G聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子接枝在Fe3O4磁核表面,制备出了一系列不同DA含量的Fe3O4@PDA@PAMAM磁性纳米吸附材料。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)等分析测试手段对材料组成、微观结构、磁性能和对重金属Cd(Ⅱ)离子的吸附性能进行了测试和表征。研究了修饰剂DA用量对Fe3O4@PDA@PAMAM磁性纳米吸附材料的相组成、微观结构、磁性能和吸附性能的影响。实验结果表明,Fe3O4@PDA@PAMAM磁性纳米吸附材料均呈典型的核-壳结构,材料晶型均呈现尖晶石结构,且壳层厚度随DA用量增加而增厚;材料的饱和磁化强度(Ms)均比Fe3O4的小,且随着DA用量的增加而降低,并且材料的矫顽力(Hc)和剩余磁化强度(Mr)均较低,其磁响应特性适合于做为可回收磁性纳米吸附材料。材料对Cd(Ⅱ)离子的平衡吸附容量随着DA用量的增加呈先增加后减小趋势。当Fe3O4和DA的质量比为8∶4时,吸附剂对Cd(Ⅱ)离子的吸附容量达到最大值165.13 mg·g^-1。     

纳米Fe3O4/聚苯乙烯均匀分散体系的制备及结构

用化学共沉淀法制备了Fe3O4纳米颗粒,以油酸为表面活性剂,苯乙烯为载液,制备了稳定的纳米Fe3O4可聚合磁流体,将可聚合磁流体经自由基引发聚合制成纳米Fe3O4/聚苯乙烯均匀分散体系,用WAXRD研究了Fe3O4纳米粒子的结晶情况;用FTIR研究了油酸表面改性前后Fe3O4粒子表面官能团的变化;用TEM研究了Fe3O4颗粒的粒径大小及其在苯乙烯单体和聚苯乙烯中的分散情况;用DSC和TGA研究了纳米Fe3O4/聚苯乙烯均匀分散体系的玻璃化转变温度(Tg)和热稳定性,结果表明,合成的纳米Fe3O4为立方晶型,平均粒径在10nm左右,油酸分子在Fe3O4表面是化学吸附,经表面处理的Fe3O4超细颗粒在苯乙烯和聚苯乙烯基体中分散较均匀.界面粘结较好,含1.8％Fe3O4纳米颗粒的聚苯乙烯的最大热失重温度比聚苯乙烯提高了13K,Fe3O4/聚苯乙烯复合体系的饱和磁化强度σs为17.43emu/g.     

FePO4包覆Fe3O4磁性纳米微粒的合成及其在Cr（Ⅲ）富集分离中的应用

采用液相沉积的方法将磷酸铁包覆在纳米Fe3O4颗粒表面,成功制备了具有超顺磁性的吸附剂,并用于水中微量Cr(Ⅲ)的富集.通过振动样品磁强计、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、Zeta电势和激光动态光散射等对Fe3O4磁性纳米粒子进行了形貌表征,研究了该吸附剂在不同的pH值、吸附时间及溶液体积对Cr(Ⅲ)的吸附效率.结果表明在pH=5.3温度为25℃时,0.0200 g吸附剂可使体积为20.0 mL 20.0μg L-1Cr(Ⅲ)定量吸附,吸附等温线符合Freundlich模型,吸附动力学过程符合假二级动力学方程.该吸附剂适合大体积试样中极微量Cr(Ⅲ)的富集,对800 mL浓度为0.5μg L-1的Cr(Ⅲ)吸附率可达80%以上,富集倍数可达1125倍,可以满足痕量分析的要求.该吸附剂可以回收使用,重复使用10次,吸附率仍能达到95%.     

Ni2P@CoP3核壳纳米球的制备、表征及其用于超级电容器性能

利用水热技术先后获得Ni纳米球和Ni@Co(OH)_2海胆状核壳纳米球前驱体,通过高温煅烧法获得NiO@CoO核壳纳米球,再以次磷酸钠为原料,通过高温磷化法最终获得Ni_2P@CoP_3核壳纳米球。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高角度环形暗场像扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)对产物的形貌、结构和组成进行表征。采用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)以及循环稳定性实验探索了电极材料的电化学性能。结果表明,Ni_2P@CoP_3核壳纳米球的直径约为400 nm,由六方系Ni_2P纳米核和立方相CoP_3纳米壳构成。相比单纯的Ni_2P或CoP_3纳米球,Ni_2P@CoP_3核壳纳米球发挥了复合结构的协同效应,更加有利于电解液的质子传递,促进了赝电容反应,表现出更高的比容量、稳定性和更长的循环寿命。     

表面印迹纳米磁性壳聚糖的制备及对Cu(Ⅱ)的吸附研究

将壳聚糖与自制的纳米四氧化三铁反应,加入一定量的铜盐使其与壳聚糖络合,再用环氧氯丙烷交联,用酸洗脱铜离子,得到表面印迹的纳米磁性壳聚糖.考察了阴离子、交联剂浓度对铜印迹效果的影响.用振动磁力仪及透射电镜对样品的性质进行表征.研究了表面印迹的纳米磁性壳聚糖对Cu2 的吸附性能.研究结果显示,用硝酸铜印迹制备的表面印迹纳米磁性壳聚糖吸附剂平均粒径为25nm,饱和磁化强度为98.56emu/g,壳聚糖含量为18.7%.吸附剂吸附容量大,吸附速度快.在Cu2 初始浓度为3.91mmol/L,pH为5时,15min即达到吸附平衡,以壳聚糖计Cu2 的饱和吸附量为4.07mmol/g,比纯壳聚糖粉高2倍.在含Zn2 或Cd2 、Pb2 的二元体系溶液中,离子印迹吸附剂对Cu2 具有明显的选择吸附性,而未印迹的纯壳聚糖粉几乎没有选择性.吸附剂易回收,重复使用性好,重复使用4次后,吸附量约保留最初饱和吸附量的98%.     

Preparation and adsorption properties of monodisperse chitosan-bound Fe3O4 magnetic nanoparticles for removal of Cu(II) ions

Monodisperse chitosan-bound Fe(3)O(4) nanoparticles were developed as a novel magnetic nano-adsorbent for the removal of heavy metal ions. Chitosan was first carboxymethylated and then covalently bound on the surface of Fe(3)O(4) nanoparticles via carbodiimide activation. Transmission electron microscopy micrographs showed that the chitosan-bound Fe(3)O(4) nanoparticles were monodisperse and had a mean diameter of 13.5 nm. X-ray diffraction patterns indicated that the magnetic nanoparticles were pure Fe(3)O(4) with a spinel structure, and the binding of chitosan did not result in a phase change. The binding of chitosan was also demonstrated by the measurement of zeta potential, and the weight percentage of chitosan bound to Fe(3)O(4) nanoparticles was estimated to be about 4.92 wt%. The chitosan-bound Fe(3)O(4) nanoparticles were shown to be quite efficient for the removal of Cu(II) ions at pH>2. In particular, the adsorption rate was so fast that the equilibrium was achieved within 1 min due to the absence of internal diffusion resistance. The adsorption data obeyed the Langmuir equation with a maximum adsorption capacity of 21.5 mg g(-1) and a Langmuir adsorption equilibrium constant of 0.0165 L mg(-1). The pH and temperature effects revealed that the adsorption capacity increased significantly with increasing pH at pH 2-5, and the adsorption process was exothermic in nature with an enthalpy change of -6.14 kJ mol(-1) at 300-330 K.     

介孔α-Fe2O3表面配合反应平衡常数测定

采用十二胺为模板剂、氨水做沉淀剂成功制备了介孔α-Fe2O3,通过粉末X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、N2吸附/脱附技术对样品晶相、形貌和比表面积进行了表征.根据介孔α-Fe2O3悬浮液的酸碱滴定数据,使用FITEQL软件,采用双电层恒电容模型计算得出了介孔α-Fe2O3的表面酸碱反应平衡常数.在此基础上研究了Cu2+,Pb2+,Zn2+在介孔氧化铁表面的吸附行为,使用WinSGW软件模拟得出了相应的表面配合反应平衡常数并讨论了其吸附机理.     

Removal of Cu2+ from aqueous solution by chitosan-coated magnetic nanoparticles modified with alpha-ketoglutaric acid

Chitosan-coated magnetic nanoparticles (CCMNPs), modified with a biodegradable and eco-friendly biologic reagent, alpha-ketoglutaric acid (alpha-KA), was used as a magnetic nanoadsorbent to remove toxic Cu(2+) ions from aqueous solution. The prepared magnetic nanoadsorbents were characterized by FTIR, TEM, VSM, XRD, and EDS. Factors influencing the adsorption of Cu(2+), e.g., initial metal concentration, initial pH, contact time and adsorbent concentration were investigated. TEM images show that the dimension of multidispersed circular particles is about 30 nm and no marked aggregation occurs. VSM patterns indicate superparamagnetic properties of magnetic nanoadsorbents. EDS pictures confirm the presence of the Cu(2+) on the surface of magnetic nanoadsorbents. Equilibrium studies show that Cu(2+) adsorption data follow Langmuir model. The maximum adsorption capacity (q(max)) for Cu(2+) ions was estimated to be 96.15 mg/g, which was higher than that of pure CCMNPs. The desorption data show no significant desorption hysteresis occurred. In addition, the high stability and recovery capacity of the chitosan-coated magnetic nanoparticles modified with alpha-ketoglutaric acid (alpha-KA-CCMNPs) suggest that these novel magnetic nanoadsorbents have potential applications for removing Cu(2+) from wastewater.     

二异丁胺修饰的天然壳聚糖磁性微球与铼的吸附行为

以生物质废弃物螃蟹壳为原料,通过简单的化学处理制成磁性微球,再经二异丁胺(DIBA)修饰合成了生物质吸附剂FCS-DIBA[FCS:Fe3O4与壳聚糖(CS)复合微球]。 FCS-DIBA对Re(Ⅶ)具有很高的吸附选择性,最大吸附量可达185 mg/g,而且不受环境酸度的影响,在pH=2条件下可实现Re(Ⅶ)与Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Mn(Ⅶ)和Fe(Ⅲ)等常见共存金属离子的分离,该吸附等温线符合Langmuir方程。 此外,对FCS-DIBA吸附铼的机制和吸附稳定性能等进行了探讨。     

Thermosensitive polymer (N-isopropylacrylamide) coated nanomagnetic particles: preparation and characterization

Thermosensitive polymer coated nanomagnetic adsorbents were synthesized by seed polymerization using surface modified nanomagnetic particles as the seeds. The Fe3O4 nanomagnetic particles were prepared by chemical precipitation of Fe2+ and Fe3+ salts in the ratio of 1:2 under alkaline and inert condition. The surface of these particles was modified by surfactants to achieve stability against agglomeration. These stable particles were then polymerized using N-isopropylacrylamide (NIPAM) as the main monomer, methylene-bis-acrylamide as the crosslinker and potassium per sulfate as the initiator. The thermosensitive adsorbents were characterized by using transmission electron micrography (TEM) and vibrating sample magnetometer (VSM). TEM showed that the particle remained discrete with a mean diameter of 12 nm. Magnetic measurements revealed that the particles are superparamagnetic only with a decrease of magnetism after binding with the polymer due to the increase in surface spin disorientation. Pure Fe3O4 spinel structure of these nanoparticles was indicated by the X-ray diffraction (XRD) patterns. The polymerization of NIPAM with the surface modified nanomagnetic particles was confirmed by Fourier transform spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In addition, the adsorption/desorption of BSA molecule on these thermosensitive nanoparticles was investigated as a function of temperature. More than 60% desorption efficiency was achieved under appropriate condition.     

Pd/Fe3O4-MCNT磁性催化剂的制备、表征及催化性能

利用多元醇法制备了单分散Fe₃O₄纳米粒子修饰多壁碳纳米管(MCNT)的磁性复合材料, 并以X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线能量色散谱(EDS)对碳纳米管磁性复合材料的结构和组成进行了表征. 研究发现, 通过调控Fe₃O₄前驱体与MCNT载体的质量比, 可以很好地控制沉积的磁性纳米粒子大小. 以碳纳米管磁性复合材料为载体, 采用多元醇法成功制备了Pd负载量为3.0% (w)的Pd/Fe₃O₄-MCNT磁性催化剂. 磁性质测试表明碳纳米管磁性复合材料在负载Pd前后都具有良好的超顺磁性. 以肉桂醛加氢为探针反应研究了Pd/Fe₃O₄-MCNT的催化性能, 结果表明该催化剂表现出良好的催化加氢性能, 在外加磁场下催化剂能与液相反应体系高效分离, 循环使用4次后, 催化性能没有明显下降, 显示了良好的循环利用性能.     

羧甲基化壳聚糖- Fe3O4纳米粒子的制备及对Zn2+的吸附行为

以共沉淀法制备纳米Fe3O4, 通过在颗粒表面接枝羧甲基化壳聚糖(CMC), 制备一种新型磁性纳米吸附剂, 用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)等对其进行了表征, 并考察了吸附剂对Zn2+的吸附性能. 结果表明, 制备的磁性纳米吸附剂平均粒径18 nm, 粒子中CMC的含量约5%. 该吸附剂对Zn2+吸附速率很快, 在2 min内基本达到平衡, 能有效去除Zn2+. 等温吸附数据符合Langmuir模型, 饱和吸附容量为20.4 mg•g−1, 吸附常数为0.0314 L•mg−1. 热力学计算表明吸附为放热过程, 焓变为−5.68 kJ•mol−1.     

Fe3O4磁性纳米粒子-氧化石墨烯复合材料的可控制备及结构与性能表征

首先利用高温分解法制备了粒径为18 nm的Fe₃O₄磁性纳米粒子, 并进行羧基化修饰, 然后与聚乙烯亚胺(PEI)化学修饰的氧化石墨烯进行交联反应, 得到磁功能化的氧化石墨烯(MGO)复合材料. 研究了氧化石墨烯片上的磁性纳米粒子的可控负载及其对复合材料磁性能的影响. 利用透射电子显微镜(TEM), 原子力显微镜(AFM), X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱, 热重分析(TGA), 振荡样品磁强计(VSM)等手段对MGO复合材料的形貌, 结构和磁性能进行了表征. 结果表明, 我们发展的MGO复合材料的制备方法具有简单、可控的优点, 所制备的MGO复合材料具有较高的超顺磁性. 该类磁性氧化石墨烯复合材料有望在磁靶向药物、基因输运、磁共振造影以及磁介导的生物分离和去除环境污染物等领域获得广泛的应用.     

Magnetically recoverable Cu2O/Fe3O4 composite photocatalysts：Fabrication and photocatalytic activity

A magnetically separable Cu2O/Fe3O4 magnetic composite photocatalyst was synthesized in large quantities by a fast and simple route. The as-prepared photocatalysts were characterized by scanning electron microscopy （SEM）, transmission electron microscopy （TEM）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and X-ray diffraction （XRD）. Furthermore, the Cu2O/Fe3O4 composite photocatalysts were tested using methyl orange （MO） degradation reaction under visible light irradiation （100 mW/cm2） and demonstrated to have a high photocatalytic efficiency toward the decomposition of MO under visible light irradiation with good recyclability.