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相似文献
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1.
许敏  柴亚红  姚立 《化学通报》2018,81(10):867-878
磁性纳米粒子(MNPs)的合成开发在基础科学研究和技术应用方面得到了深入的发展。与大块的磁性材料不同,MNPs展现出了独特的磁性,并且可以通过系统的纳米尺寸工程调控它们的性能。本文首先简要介绍了MNPs的基本特征,总结了不同MNPs的制备方法,包括金属、合金、金属氧化物和多功能的MNPs;重点关注了可精确控制MNPs尺寸、形状、组成和结构的有机相合成方法;最后讨论了这些MNPs在生物方面的应用。  相似文献   

2.
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.  相似文献   

3.
杨芹芹  郭强  梁建功  韩鹤友 《化学学报》2011,69(16):1915-1919
以微波辅助共沉淀法合成磁性纳米氧化铁(MNPs), 分别采用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、拉曼光谱(Raman)及琼脂糖凝胶电泳(GE)研究其与小牛胸腺DNA (ct DNA)的相互作用. UV-vis显示出明显的增色效应, 这是由DNA分子受MNPs的干扰碱基外露而引起的|Raman研究表明DNA分子碱基、脱氧核糖以及磷酸骨架均受到MNPs一定程度的干扰|而GE证实了MNPs并未使DNA分子发生断裂、双链解开等本质性变化. 该研究对MNPs在生物医学领域的安全应用具有重要意义.  相似文献   

4.
采用化学共沉淀法制备磁性Fe_3O_4纳米颗粒,以磁性Fe_3O_4纳米颗粒为核,通过碱催化正硅酸四乙酯水解法制备了具有核壳结构的磁性纳米颗粒(MNPs),然后再利用化学共沉淀法制备了MNPs负载SnCl_2催化剂(SnCl_2@MNPs).采用多种现代分析手段表征SnCl_2@MNPs的微观结构及其组成,结果发现,SnCl_2均匀分散于MNPs表面,且与MNPs之间形成较强的作用力.通过SnCl_2@MNPs催化Biginelli反应来探究其催化性能,结果发现,SnCl_2@MNPs能高效催化芳香醛或杂环醛、尿素或硫脲与α,β-二羰基化合物的三组分一锅法合成3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物,且产率高达78%~96%.由于SnCl_2@MNPs中活性组分SnCl_2在载体表面呈微粒形式存在,从而增大了其与反应物的接触面积,其高的催化活性归结于高度分散的SnCl_2与载体表面丰富的羟基簇的协同作用.此外,SnCl_2@MNPs还具有强磁回收的特点,该催化剂在磁力回收循环7次后,仍然保持优异的催化性能.  相似文献   

5.
磁性复合材料主要包括磁性碳复合材料、磁性聚合物复合材料和磁性金属复合材料等,它们在食品、环境和生物分析等领域具有广泛的应用。作为磁性复合材料的核心部分,磁性纳米粒子(MNPs)具有超顺磁性、高比表面积、化学稳定性和重复利用性等特点,被大量运用于各类磁性复合材料的制备。由于磁性复合材料的多孔性、高吸附能力以及快速分离等特点,MNPs已被广泛应用于生物大分子、小分子和金属离子等的分离分析。本文重点介绍了一些典型的磁性复合材料,并综述了其在包括蛋白质、核酸、染料、农药、多环芳烃、金属离子以及其他污染物等分离分析中的最新研究,为磁性复合材料在分离分析领域的发展提供了理论依据和技术支撑。  相似文献   

6.
采用溶剂热法制备了Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs), 以戊二醛为交联剂, 将亲和素共价固定于MNPs表面. 用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和荧光光谱等手段对蛋白固定过程进行了监控和表征. 采用荧光光谱法评价了固定亲和素的磁性纳米粒子(Avi-MNPs)的活性, 并将Avi-MNPs应用于分光光度法测定蛋白A的含量. TEM结果表明, 功能化前后MNPs的粒度分布均匀, 粒径大小分别约为30和50 nm. XRD分析结果表明, MNPs与Fe3O4的特征衍射峰完全一致, 晶体纯度良好. UV-Vis, FTIR和荧光光谱结果表明, 亲和素已固定在MNPs表面. Avi-MNPs活性评价结果表明, 其结合生物素的活力为4.706 U/mg Avi-MNPs, 低于游离的亲和素活力(14.1 U/mg D-biotin). 该方法用于检测蛋白A含量比传统酶联免疫法省时、 省力, 且对检测仪器要求低.  相似文献   

7.
磁性纳米粒(MNPs)具有独特的超顺磁性和磁操控性,在生物医学领域得到了日益广泛的应用。而磁性纳米粒定量检测技术因其在单分子检测、即时检测等方面展现出的独特优势,也日益为人们所关注。本文重点围绕磁传感器检测技术、磁感应检测技术以及间接检测技术3大类检测方法的原理以及研究进展,结合其生物医学定量检测应用进行了综述。最后展望了磁性定量检测在即时检测领域的应用前景。  相似文献   

8.
重金属离子污染已成为当前最重要的环境问题之一,建立有效去除和监测重金属离子的方法具有重大意义。磁性纳米粒子(MNPs)除了具有纳米粒子的体积小、表面积大、活性位点高等特点外,其本身具有的磁学特性使MNPs在分离科学领域具有独特的优势。近年来,MNPs在环境分析领域的应用逐渐增多,尤其是在重金属离子的处理方面。该文综述了共沉淀法、微乳液法、溶剂热法和热分解法等几种常见的磁性纳米粒子合成方法,重点讨论了磁性纳米粒子在常见重金属离子如Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)处理中的应用,并对该领域的发展前景进行了展望。  相似文献   

9.
重金属离子污染已成为当前最重要的环境问题之一,建立有效去除和监测重金属离子的方法具有重大意义。磁性纳米粒子(MNPs)除了具有纳米粒子的体积小、表面积大、活性位点高等特点外,其本身具有的磁学特性使MNPs在分离科学领域具有独特的优势。近年来,MNPs在环境分析领域的应用逐渐增多,尤其是在重金属离子的处理方面。该文综述了共沉淀法、微乳液法、溶剂热法和热分解法等几种常见的磁性纳米粒子合成方法,重点讨论了磁性纳米粒子在常见重金属离子如Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)处理中的应用,并对该领域的发展前景进行了展望。  相似文献   

10.
本文构建了一种基于纳米粒子、茎环DNA和丝网印刷电极(SPCE)的电化学生物传感技术用于乳腺癌基因的快速、灵敏检测。该传感技术中,探针DNA的两端分别标记了巯基和生物素,巯基用于与金纳米粒子(AuNPs)作用,生物素用于与磁性纳米颗粒(MNPs)表面修饰的链酶亲和素作用以达到富集的目的,之后利用SPCE进行电化学检测。无目标DNA存在时,双标记DNA保持茎环结构,使得生物素分子很难和MNPs上的亲和素接触。一旦加入目标DNA,茎环结构打开,生物素得以与MNPs上的链霉亲和素发生特异性结合,形成的复合物(MNPs-DNA-AuNPs)通过磁性富集到SPCE表面,从而获得AuNPs的电化学信号。该DNA电化学生物传感对单碱基错配有良好的分辨能力,完全互补DNA的检出限为8.0×10-13 mol/L。  相似文献   

11.
采用乙二醇辅助共沉淀法制备了小尺寸Cr,In共掺杂MgGa2O4(MGO∶Cr, In)近红外长余辉发光纳米粒子(Persistent luminescence nanoparticles, PLNPs), 并考察了Cr, In共掺杂及煅烧温度对MGO晶体结构、 余辉发光性质和尺寸的影响. 结果表明, 最优Cr, In共掺杂浓度分别为0.3%和0.02%, MGO∶Cr, In晶体属于Fd3m空间群, Cr, In共掺杂对纳米颗粒的结构无影响, 平均粒径为(8.61±2.23) nm, 分散性良好, 最佳煅烧温度为700 ℃. 并且, In掺杂可有效延长其余辉发光寿命, 平均发光寿命(τav)从49.33 s增大至52.89 s; 荧光量子产率增高至44.9%; 活化能Ea为(0.36±0.04) eV, 具有良好的热稳定性; 陷阱深度为0.696 eV. 此外, 该PLNPs分别在260 nm、410 nm和600 nm处有激发峰, 表明UV光、 蓝绿光以及红光皆可实现对其的激发, 发射波长皆位于705 nm处, 属于Cr3+2E(2G)→4A2(4F)跃迁. 该PLNPs在红色LED灯、 光学储器件以及生物医学等领域具有巨大潜在应用价值.  相似文献   

12.
Six ternary lanthanide complexes formulated as [Ln(2, 4, 6-TMBA)3(5, 5'-DM-2, 2'-bipy)]2 (Ln = Pr 1, Nd 2, Sm 3, Eu 4, Gd 5, Dy 6; 2, 4, 6-TMBA = 2, 4, 6-trimethylbenzoate; 5, 5'-DM-2, 2'-bipy = 5, 5'-dimethyl-2, 2'-bipyridine) have been synthesized under solvothermal conditions and characterized by single-crystal X-ray diffraction, elemental analysis, thermogravimetric analysis, etc. The results of crystal diffraction analysis show that complexes 1–6 are binuclear units, crystallizing in the triclinic space group. Complexes 1–5 are isostructural, and each of the central metal ions has a coordination number of 9. The asymmetric unit of complexes 1–5 consists of one Ln3+, one 5, 5'-DM-2, 2'-bipy ligand, and three 2, 4, 6-TMBA- moieties with three coordination modes: chelation bidentate, bridging bidentate, and bridging tridentate. The coordination geometry of Ln3+ is distorted monocapped square antiprismatic. The binuclear units of complexes 1–5 form a one-dimensional (1D) supramolecular chain along the c-axis via ππ stacking interactions between the 2, 4, 6-trimethylbenzoic acid rings. The 1D chains are linked to form a supramolecular two-dimensional (2D) sheet in the bc plane via ππ stacking interactions between the pyridine rings. Although the molecular formulae of complex 6 and complexes 1–5 are similar, the coordination environment of the lanthanide ions is different in the two cases. The asymmetric unit of complex 6 contains a Dy3+ ion coordinated by a bidentate 5, 5'-DM-2, 2'-bipy and three 2, 4, 6-TMBA- ligands adopting bidentate and bridging bidentate coordination modes. The Dy3+ metal center has a coordination number of 8, with distorted square antiprismatic molecular geometry. The binuclear molecule of 6 is assembled into a six-nuclear unit by ππ weak staking interactions between two 5, 5'-DM-2, 2'-bipy ligands; then, adjacent six-nuclear units form a 1D chain via offset ππ interactions between 5, 5'-DM-2, 2'-bipy ligands on different adjacent units. The adjacent 1D chains are linked by C―H···O hydrogen bonding interactions to form a 2D supramolecular structure. The thermal stability and thermal decomposition mechanism of all the complexes are investigated by the combination of thermogravimetry and infrared spectroscopy (TG/FTIR) techniques under a simulated air atmosphere in the temperature range of 298–973 K at a heating rate of 10 K·min-1. Thermogravimetric studies show that this series of complexes have excellent thermal stability. During the thermal decomposition of the complex, the neutral ligand is lost first, followed by the acid ligand, and finally, the complex is decomposed into rare earth oxides. The three-dimensional infrared results are consistent with the thermogravimetric results. The photoluminescence spectra of complex 4 show the strong characteristic luminescence of Eu3+. The five typical emission peaks at 581, 591, 621, 651, and 701 nm correspond to the 5D07F0, 5D07F1, 5D07F2, 5D07F3, and 5D07F4 electronic transitions of Eu3+, respectively. The emission at 621 nm is due to the electric dipole transition 5D07F2, while that at 591 nm is assigned to the 5D07F1 the magnetic dipole transition. The lifetime (τ) of complex 4 is calculated as 1.15 ms based on the equation τ = (B1τ12 + B2τ22))/(B1τ1 + B2τ2), and the intrinsic quantum yield is calculated to be 45.1%. Further, the magnetic properties of complex 6 in the temperature range of 2–300 K are studied under an applied magnetic field of 1000 Oe.  相似文献   

13.
氧空位是材料缺陷工程的重要组成. 基于光生氧空位的直接热利用, 实现纯水分解制氢的光热耦合实验, 被认为是太阳能综合利用的有效途径. 以多种制备方法合成的TiO2纳米材料为基础, 研究了多种形貌纳米TiO2及其Fe掺杂改性材料的光热耦合反应能力. 通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、 X射线衍射(XRD)和电子顺磁共振(EPR)对晶体特征进行表征, 利用漫反射光谱(DRS)、 光致发光(PL)和三电极测试法表征了材料的性能, 并结合密度泛函理论(DFT)计算了产氢反应路径. 研究结果表明, 溶胶-凝胶法制备的纳米颗粒相比水热法制备的纳米片及纳米线, 体相内缺陷较多, 载流子强度高, 光热耦合产氢效果较差. Fe掺杂改性扩展了光响应, 增强了载流子分离和寿命, 降低了电子传输阻抗, 利于光反应过程中光生氧空位的形成, 克服了制氢反应中的关键能垒. 同时, 纳米材料中的缺陷促进了Fe离子的有效掺杂, Fe掺杂TiO2纳米颗粒的光热耦合平均产氢量为9.73 μmol/g, 性能提升达13倍.  相似文献   

14.
磁粒子成像是基于功能和断层影像技术检测磁性纳米粒子空间分布的示踪方法, 具有正向的对比信号、 较低的组织背景、 无限的组织穿透深度、 非侵入性成像以及无电离辐射等优点, 是近年来一种很有前途的生物医学成像技术. 磁粒子成像信号是通过在无场点切换磁性纳米粒子的磁自旋矢量来产生的. 磁粒子成像的灵敏度和空间分辨率都高度依赖于作为磁粒子成像示踪剂的磁性纳米粒子本身的磁性能, 因此目前的研究主要集中在磁性纳米粒子的设计和合成上. 本文重点介绍了磁粒子成像示踪剂的最新研究进展, 总结了可作为磁粒子成像示踪剂的磁性纳米粒子的种类、 合成方法、 性能以及生物医学应用, 以期为磁粒子成像的未来研究提供参考.  相似文献   

15.
基于Sayós等构建的基态势能面, 运用准经典轨线方法对原子-分子反应K(2S)+HF(X1+)→KF(X1+)+ H(2S)的立体动力学性质进行了研究. 计算了该反应的极化微分反应截面、 两矢量k?j'相关分布函数P(θr)、 三矢量k?k'?j'相关分布函数P(?r)和空间分布函数P(θr,?r). 结果表明, 产物KF的转动角动量j′不仅在垂直于反应物相对速度矢量k的方向上有强烈的取向效应, 而且还定向于y轴的负方向, 转动角动量j′敏感地依赖于碰撞能.  相似文献   

16.
采用离子交换法制备了Zn2+在Ga-位不等价掺杂的功能陶瓷材料(β-CuGa1-xZnxO2). 通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对材料的晶体结构进行表征, 通过原位高温X射线衍射(HT-XRD)和同步热分析仪(TG-DSC)对材料的热稳定性进行表征, 通过紫外-可见漫散射光谱(UV-Vis DRS)以及第一性原理计算对材料的光学性质进行研究, 并通过甲基橙(MO)的降解反应评价了Zn2+在Ga-位的引入对该功能陶瓷光催化性能的影响. 结果显示, Zn2+的引入引起带隙变宽, 吸光范围变窄, 自发极化变小, 进而导致单位时间内生成的高活性物质减少, 不利于降解反应. 通过光致发光光谱(PL)对降解机理进行了初步探究. 根据实验结果提出了改进β-CuGaO2性质的可能方法.  相似文献   

17.
采用溶胶凝胶法制备Gd0.2Ce0.8O3-δ +0.05%(质量分数)SiO2(GDCSi)电解质。在GDCSi体系中加入Fe2O3及MgO可达到降低烧结温度的同时提高晶界电导率,并减小杂质SiO2对氧离子在晶界处传输的阻碍的目的。将MgO和Fe2O3单掺杂或双掺杂在GDCSi体系中并对GDCSi基电解质的微观形貌及电性能进行研究。结果表明,所有样品主要由立方萤石结构相组成;物质的量分数4%MgO单掺杂的GDCSi-M、物质的量分数4%Fe2O3单掺杂的GDCSi-F以及物质的量分数2%MgO-物质的量分数2%Fe2O3共掺杂的GDCSi-MF均可促进GDCSi体系晶粒增长,降低晶粒间孔隙率,提高电解质的相对密度,降低晶粒电阻Rgi、晶界电阻Rgb及总电阻Rt;GDCSi-MF具有最高晶界电导率和总电导率,在400 ℃时GDCSi-MF的晶界电导率σgb和总电导率σt分别是GDCSi的10.41和1.82倍。  相似文献   

18.
The assembly of two-component nanocrystals (NCs) such as metals, magnets, and semiconductors into binary nanocrystal superlattices (BNSLs) provides a fabrication route to novel classes of materials. BNSLs with certain structures can exhibit the combined and collective properties of their building blocks and are widespread in the fields of electronics and magnetic devices. As most studies have focused on combined two-component NCs of different sizes for self-assembling BNSLs, there are a few studies on single-component NCs of different sizes for the construction of BNSLs; this is especially true for Au NCs. Noble metallic Au NCs are an excellent candidate material because of their exceptional chemical stability, catalytic activity, process ability, and metallic nature; these characteristics provide them unique size-dependent optical and electronic properties as well as a wide variety of applications in sensing, imaging, electronic devices, medical diagnostics, and cancer therapeutics owing to their strong interactions with external electromagnetic fields. Therefore, it is important to develop a simple and efficient procedure to build BNSLs with different sizes of Au NCs. In our study, we synthesized monodispersed (size distribution < 10%) 6.0, 7.3, and 9.6 nm Au NCs using dodecanethiol-stabilized 3.7 nm Au NCs as seeds through a seed-growth method in oleylamine. The obtained Au NCs exhibited morphology and nanocrystallinity (single-domain and polycrystalline) similar to those of Au seeds. As the size of Au NCs increased from 3.7 to 6.0, 7.3, and 9.6 nm, the surface plasmon resonance peaks narrowed and indicated a red shift. The oleylamine-functionalized 6.0, 7.3, and 9.6 nm Au NCs were mixed with 3.7 nm Au NCs at certain concentration ratios. Au BNSLs with AB2 (hexagonal AlB2 structure), AB13 (NaZn13 structure), and AB (cubic NaCl structure) type were obtained through the solvent evaporation method. The (001) plane of the AlB2-type structure, (001) plane of the NaZn13-type structure, and (100) plane of NaCl-type structure superlattices were observed through transmission electron microscopy (TEM). The effective particle size ratios (γ= Dsmall/Dlarge) serve as the critical determining factor in the formation of the BNSLs. The effective particle size of NCs is equal to the sum of the metal core diameter and twice the thicknesses of the surface ligand. In our study, the effective particle size Dsmall (Au seed) is 5.7 nm; the effective particle sizes Dlarge (6.0, 7.3, and 9.6 nm Au NCs) are 9.0, 10.3, and 12.6 nm, respectively. The effective particle size ratios γ were therefore calculated to be 0.63, 0.55, and 0.45, respectively. The relevant space filling principle predicted the stability of the AlB2, NaZn13, and NaCl-type structures in the range of 0.482 < γ < 0.624, 0.54 < γ < 0.625, and γ < 0.458, respectively; the experimental results adequately matched the relevant space filling principle. The investigation of such a single nanocomponent as a building block is noteworthy with regard to the structures and properties of BNSLs as well as the potential development of novel meta-materials.  相似文献   

19.
将聚乙二醇单甲醚(MPEG)接枝在聚(异丁烯-alt-马来酸酐)(PIAMA)上合成梳状锂单离子导体PIAMA-g-MPEG, 并与双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)复合制成双锂盐梳状聚合物电解质薄膜. 用核磁共振波谱 (1H NMR)、 热重分析(TG)、 扫描电子显微镜(SEM)、 电化学阻抗(EIS)和电池充放电测试等方法对聚合物基体和电解质的物化性质和电化学性能进行了研究.结果表明, 设计的双锂盐梳状聚合物电解质能够有效解离并传输锂离子, 70 ℃下离子迁移数(tLi+)为0.32, 离子电导率(σ)为1.5×10-4 S/cm, 电化学稳定窗口为0~4.9 V (vs. Li/Li+). 组装Li|PIAMA-g-MPEG|Li电池并进行70 ℃恒电流充放电电压极化测试, 结果表明, 电解质与金属锂负极兼容性较好, 能够有效抑制锂枝晶的生长.组装LiFePO4|PIAMA-g-MPEG|Li电池进行70 ℃长循环及倍率性能测试, 电解质表现出了优异的高温性能.  相似文献   

20.
采用CCSD(T)//M06-2X/6-311++G(d,p)方法, 结合传统过渡态理论, 研究了硝酸异丙酯与Cl原子、 OH及NO3自由基的反应机理和动力学. 两个反应物单体首先形成氢键复合物, 随后X(X=Cl原子、 OH和NO3自由基)提取硝酸异丙酯中叔碳的α-H原子或甲基的β-H原子, 室温下, 以X提取α-H原子为主. 反应的主要历程为 Cl原子(OH或NO3自由基)提取(CH3)2CHONO2α-H原子, 生成HCl(H2O或HNO3)分子和(CH3)2CONO2自由基, 后者分解为丙酮和NO2. 结果表明, 在200~500 K温度范围内, 随着温度的升高, 丙酮和NO2的产率降低; 在室温下, 硝酸异丙酯与Cl原子、 OH和NO3自由基反应的速率常数分别为3.933×10-11, 1.182×10-13和7.134×10-19 cm3·molecule-1·s-1. 计算所得硝酸异丙酯与OH自由基反应的动力学数据与实验结论一致.  相似文献   

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