磁性介孔纳米粒子的制备及对抗癌药紫杉醇的传输

以十六烷基溴化铵(CTAB)为结构导向剂, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 在碱性环境下经过自组装过程对单分散性磁性Fe₃O₄纳米粒子进行包覆, 制备出磁性硅基介孔纳米粒子Fe₃O₄@SiO₂. 结合X射线衍射、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 透射电子显微镜(TEM)以及氮气吸附-脱附等技术对Fe₃O₄@SiO₂粒子进行表征. 结果表明Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子具有球形形貌, 平均直径约为150 nm, 蠕虫状介孔结构, 比表面积为932 m²/g, 孔径为2.5 nm且分布较均匀, 包覆后Fe₃O₄的结构得以保持, 同时材料具有很好的磁响应能力. 以抗癌药紫杉醇(Paelitaxel, TXL)为模型药物进行负载, 实验结果表明, Fe₃O₄@SiO₂对TXL的负载能力为80 mg/g, TXL-Fe₃O₄@SiO₂对TXL的缓释时间持续120 h以上, 累积释放量达到30 mg/g. 通过噻唑蓝比色(MTT)法测量了TXL-Fe₃O₄@SiO₂粒子对体外培养的HeLa细胞的细胞毒性, 与相同浓度的TXL相比, TXL-Fe₃O₄@SiO₂对HeLa细胞的抑制率明显增高.     

超顺磁性Fe3O4/Au@Ag复合材料的合成及其SERS性能研究

利用溶剂热法和种子生长法分别合成Fe₃O₄磁性纳米粒子和Au@Ag核壳纳米粒子, 利用静电吸附方法成功将聚乙酰亚胺(PEI)修饰到Fe₃O₄表面并通过N-Ag共价键将Au@Ag核壳纳米粒子组装到Fe₃O₄表面, 制备Fe₃O₄/Au@Ag复合材料. 通过控制Au@Ag复合粒子的加入量, 来调节Fe₃O₄/Au@Ag复合材料的表面增强拉曼(SERS)活性. 以对巯基苯胺(p-ATP)为拉曼活性探针分子来考察该复合纳米材料的SERS性能, 检测限可以低至2×10^-9 mol/L. 同时, 将该复合材料应用于农药分子福美双的检测, 检测限可以低至10^-6 mol/L. 这种功能性复合材料既具有良好的SERS活性, 又具有Fe₃O₄磁性内核, 可以通过外加磁场实现对待测分子的分离、富集, 具有更广泛的应用前景.     

基于表面修饰聚丙烯酸合成超顺磁/荧光纳米复合粒子

在聚丙烯酸修饰的Fe₃O₄纳米粒子表面共价结合罗丹明B, 获得分散性和荧光信号均得到改善的超顺磁/荧光复合纳米材料. 分别用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪、荧光光谱仪、X射线衍射仪(XRD) 和振动样品磁强计(VSM) 对合成的粒子进行了表征. 结果表明, 羧基化的Fe₃O₄纳米粒子和Fe₃O₄-荧光纳米复合材料的粒径基本相同, 为6～10 nm. Fe₃O₄-荧光纳米复合材料的饱和磁化强度为39.2 A•m²/kg, 室温下呈现超顺磁性, 具有较强的荧光信号.     

超顺磁性Fe3O4纳米粒子在磁共振造影中的应用

超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子由于其廉价、低毒及超顺磁等特性,已成为重要的一类磁共振造影剂.本文综述了超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子的可控制备方法,归纳总结影响粒径、结晶度和磁性能的主要因素和影响规律;为进一步提高磁性能并实现多功能,总结了Fe₃O₄纳米粒子进一步组装和表面改性的方法和机理;系统讨论了Fe₃O₄纳米粒子的形貌、尺寸和表面性能等对磁性能和生物相容性的影响规律;并指出了Fe₃O₄纳米粒子在磁共振造影领域潜在的发展方向和研究热点.     

羧甲基纤维素/Fe3O4复合纳米磁性材料的制备、表征及吸附性能的研究

采用改进的氧化沉淀法在羧甲基纤维素(CMC)体系中制备了以磁性纳米Fe₃O₄为核心, 外层包覆羧甲基纤维素的复合磁性纳米材料. 用透射电镜、X射线衍射、红外光谱、Zeta电位和震动样品磁强计对复合纳米Fe₃O₄进行了表面形貌、结构和磁学的表征. 在此基础上研究了复合纳米Fe₃O₄对Cu^2＋的吸附性能, 探讨了溶液pH、反应时间和 Cu^2＋的初始浓度对其吸附性能的影响. 实验结果表明, 复合Fe₃O₄粒子为反尖晶石型, 平均粒径在40 nm左右, 羧甲基纤维素在Fe₃O₄粒子表面是化学吸附, 复合Fe₃O₄粒子的饱和磁化强度为36.74 emu/g, 在中性溶液中Cu^2＋的吸附量最高, 吸附平衡时间为1.5 h, 二级动力学模型能够很好地拟合吸附动力学数据, 吸附等温数据符合Langmuir模型. 复合纳米Fe₃O₄对Cu^2＋的吸附机理主要为表面配位反应.     

用于磁性靶向治疗肺纤维化的聚多巴胺包覆的Fe3O4/甲强龙/环磷酰胺复合超粒子

肺纤维化是一种致命性肺部疾病, 目前临床常规的甲强龙(MPS)联合环磷酰胺(CTX)治疗方法存在明显的不良反应. 基于降低药物毒副作用的目的, 本文设计了一种聚多巴胺(PDA)包覆的Fe₃O₄纳米粒子/甲强龙/环磷酰胺复合超粒子(Fe₃O₄/MPS/CTX@PDA SPs), 提出磁性靶向治疗肺纤维化的思路. 从预制的油溶性Fe₃O₄纳米粒子出发, 通过水包油微乳液模板法制备了Fe₃O₄ 超粒子(SPs), 并在进一步包覆PDA壳层的过程中引入MPS和CTX, 制备了Fe₃O₄/MPS/CTX@PDA SPs, 考察了Fe₃O₄/MPS/CTX@PDA SPs的稳定性、 磁性、 对MPS和CTX的负载及释放, 分析了其生物毒性, 并建立动物模型验证了其磁性靶向功能.     

磁性Fe3O4纳米粒子的功能化修饰研究进展

Fe₃O₄纳米粒子因其独特的磁学性能和良好的生物相容性,在生物医药、催化剂、环境治理等领域具有良好的应用前景。然而,磁性Fe₃O₄纳米粒子易团聚、在潮湿的空气中易氧化,制约了Fe₃O₄纳米粒子的深度应用。本文结合课题组在磁性Fe₃O₄纳米粒子应用方面的研究成果,综述了磁性Fe₃O₄纳米粒子的功能化修饰,并讨论了磁性Fe₃O₄复合纳米材料发展面临的机遇和挑战。      

磁性功能介孔材料固相萃取-气相色谱法测定水中的多氯联苯

采用一锅法合成Fe₃O₄纳米粒子,并利用溶胶-凝胶法制备了SBA-15@Fe₃O₄磁性介孔复合材料。以介孔二氧化硅材料(SBA-15)的表面硅羟基为靶位,借助苯基三氯硅烷与硅羟基的硅烷化反应将苯基基团接枝到材料表面,得到苯基功能化磁性介孔材料Ph-SBA-15@Fe₃O₄,该材料有良好的疏水性,并保留了SBA-15的有序二维六方孔道结构。将其用于磁性固相萃取(MSPE)吸附水样中的多氯联苯(PCBs),建立了气相色谱-电子捕获检测法(GC-ECD)检测PCBs。在优化条件下,7种PCBs在0.025～50μg/L范围内呈良好线性关系,线性相关系数(R²)均大于0.9999,方法回收率为89.8%～108%。该方法可用于实际水样中痕量PCBs的高效快速检测。     

三维多级孔类石墨烯载三氧化二铁锂离子电池负极材料

采用简单的水解、热处理方法合成三氧化二铁（Fe₂O₃）负载在三维多级孔类石墨烯（3D HPG）上的复合材料. 3D HPG有效的导电网络有利于负载纳米Fe₂O₃,使其呈均匀分散状态,并有效增强纳米复合物的导电率,提高Fe₂O₃利用率,抑制纳米Fe₂O₃的团聚,从而制得稳定、高性能的锂离子电池负极材料. Fe₂O₃-3D HPG电极在50 mA·g^-1电流密度下首次放电容量达1745 mAh·g^-1,50周期放电容量保持于1095 mAh·g^-1.     

纳米金属微粒M-Al2O3介孔复合薄膜的光谱特性

用电化学方法合成了纳米金属微粒M(M=Au,Ag,Cu,Co,Ni,CuAg)-Al₂O₃介孔复合薄膜,并研究了其在近紫外至可见光波范围的光谱特性.研究结果表明,复合薄膜的光吸收峰位置与纳米金属微粒和Al₂O₃介孔薄膜的介电常数有关,且随着膜层中纳米金属微粒复合量的增加,大幅度向红外波段移动;通过共沉积的方法形成的合金微粒复合膜也能使吸收边发生移动.同时还发现Ag-Al₂O₃,Au-Al₂O₃介孔复合薄膜分别在波长为360,500nm处存在等离子体共振吸收峰.     

Photothermal performance of MFe2O4 nanoparticles

In this paper, we synthesized three kinds of ferrites and investigated their photothermal property. The result indicated that the photothermal effect of Fe₃O₄ and MnFe₂O₄ nanoparticles declined while that of ZnFe₂O₄ nanoparticles maintained relatively stable after preservation for 70 days, and then ZnFe₂O₄ nanoparticles could effectively kill cancer cells under NIR laser.     

Aluminum-type superparamagnetic adsorbents: Synthesis and application on fluoride removal

Two effective types of superparamagnetic nano-scale adsorbents of bayerite/SiO₂/Fe₃O₄ have been synthesized via three sequential steps: chemical precipitation of Fe₃O₄, coating of SiO₂ on Fe₃O₄ using acidifying method, and further coating of bayerite (Al(OH)₃) on SiO₂/Fe₃O₄ adopting sol–gel (MASG) or homogeneous precipitation (MAHP) methods. The characteristics of MASG and MAHP were identified using the transmission electron microscopy (TEM) micrograph, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDX), X-ray powder diffractometer (XRD), and superconducing quantum interference device (SQUID). Removal of fluoride from aqueous solution was examined to evaluate the adsorptive capacity of MASG, MAHP, and commercial activated alumina (CA), and the effects of enclosure of Fe₃O₄ with SiO₂ for SiO₂/Fe₃O₄, MASG, and MAHP particles. Among the adsorbents tested under the same experimental condition, MASG is the most effective adsorbent, of which the adsorption capacities are 38 g/kg (based on adsorbent mass of adsorption in terms of equilibrium constant q_L of Langmuir isotherm), and can compete with CA even at a high pH value. The innovative superparamagnetic adsorbents synthesized in this study possess physicochemical stability at pH range of 6–8 and great potential in the adsorption processes due to not only their high adsorption capacity but also the conveniently magnetic separation which can overcome the difficulty in solid–liquid separation for nano-particles in solutions.     

Magnetically separated and N,S co-doped mesoporous carbon microspheres for the removal of mercury ions

Magnetically separated and N, S co-doped mesoporous carbon microspheres (N/S-MCMs/Fe₃O₄) are fabricated by encapsulating SiO₂ nanoparticles within N, S-containing polymer microspheres which were prepared using resorcinol/formaldehyde as the carbon source and cysteine as the nitrogen and sulfur co-precursors, followed by the carbonization process, silica template removal, and the introduction of Fe₃O₄ into the carbon mesopores. N/S-MCMs/Fe₃O₄ exhibits an enhanced Hg²⁺ adsorption capacity of 74.5 mg/g, and the adsorbent can be conveniently and rapidly separated from wastewater using an externalmagnetic field. This study opens up new opportunities to synthesize welldeveloped, carbon-based materials as an adsorbent for potential applications in the removal of mercury ions from wastewater.     

Fe3O4@Au核-壳纳米复合材料的制备及对农药福美双的SERS检测研究

首先采用热分解法制备了Fe₃O₄纳米材料, 再将其作为磁性核, 分别采用种子沉积法和种子介导生长法制备了Fe₃O₄-Au核-卫星纳米复合材料和Fe₃O₄@Au核-壳纳米复合材料, 并对其形貌和性能进行了表征分析. 结果表明, 所制备的Fe₃O₄-Au核-卫星和Fe₃O₄@Au核-壳纳米复合材料粒径均匀, Au纳米颗粒均匀沉积/包覆在Fe₃O₄纳米材料表面, 且样品均具有良好的磁响应性. 使用4-氨基苯硫酚(4-ATP)作为拉曼探针分子, 对比了这两种纳米复合材料作为SERS基底时的拉曼信号增强效果. 结果显示, Fe₃O₄@Au核-壳纳米复合材料是更优秀的SERS基底, 且该SERS基底具有良好的信号再现性. 最后, 使用Fe₃O₄@Au核-壳纳米复合材料作为SERS基底, 成功地在苹果皮上检测出残留福美双的SERS信号.     

磁性纳米复合物的制备及对铜离子(Ⅱ)的传感检测

采用化学共沉淀法合成硅包覆的磁性纳米粒子Fe_3O_4@SiO_2,进一步通过六亚甲基二异氰酸酯将吡哆酰肼分子(Pyh)接枝到Fe_3O_4@SiO_2表面,制得功能化的磁性纳米复合物(Fe_3O_4@SiO_2-Pyh)。通过傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、X射线衍射等技术手段对其结构、形貌和磁性能进行了表征。Fe_3O_4@SiO_2-Pyh粒子具有规则的核壳结构,粒径分布在50~55 nm,壳层厚度约为15 nm。Fe_3O_4@SiO_2-Pyh结构中含有酰腙类活性基团—CO—NH—N=CH—,能与Cu~(2+)形成稳定的配合物,在此基础上采用紫外可见吸收光谱特性建立了测定Cu~(2+)的分析方法,线性范围为3.4×10~(-7)~4.5×10~(-6)mol/L,检出限为1.03×10~(-7)mol/L。此外,利用Fe_3O_4@SiO_2-Pyh良好的磁响应,通过外部磁场能够有效地除去水中过量的铜离子,在环境领域具有潜在的应用价值。     

Pt/Au/Fe3O4的制备及其电化学性能

以制得的纳米Fe₃O₄颗粒作为载体,用还原法将还原出的Au与Pt分别负载到Fe₃O₄颗粒表面,制得纳米Pt/Au/Fe₃O₄复合材料。对Pt/Au/Fe₃O₄进行紫外可见光吸收光谱、透射电子显微镜、X射线衍射及光电子能谱等物理表征,结果表明,Au与Pt均匀地沉积到了Fe₃O₄纳米颗粒表面。对纳米Pt/Au/Fe₃O₄复合材料进行循环伏安扫描,当H₂PtCl₆的加入量达到8 mL时,Pt/Au/Fe₃O₄催化性能最佳;正扫电流峰i_p与扫描速率的平方根v^1/2线性相关,Pt/Au/Fe₃O₄催化氧化甲醇的过程受扩散控制;对催化剂进行201次循环伏安扫描,催化剂仍然能保持较好的催化性能且稳定性良好。因此,所合成催化剂Pt/Au/Fe₃O₄是一种具有良好化学稳定性的阳极催化剂材料。     

纳米Fe2O3和Fe3O4的制备及其催化高氯酸铵热分解性能的研究——一个仪器分析综合实验

介绍一个仪器分析综合实验——纳米Fe_2O_3和Fe_3O_4的制备及其催化高氯酸铵热分解性能的研究。采用水热法合成纳米Fe_3O_4,进而煅烧得到纳米Fe_2O_3。使用X射线粉末衍射(XRD)对制得的样品结构进行表征,通过透射电镜(TEM)可以发现其为球形颗粒,粒径在10–20 nm范围内。将制得的纳米Fe_2O_3和纳米Fe_3O_4按不同比例加入高氯酸铵(AP)中,通过对混合物进行热分析(TG-DSC),发现纳米Fe_2O_3和纳米Fe_3O_4可以明显促进AP的分解,且Fe_2O_3的催化效果优于Fe_3O_4的催化效果,并对催化机理进行了简单讨论。通过该实验,可以让学生学习水热反应的方法,掌握利用XRD、热分析等多种手段对化合物结构及性能进行表征的技能。     

MgO和Fe2O3的添加对GDCSi体系微观结构及电化学性能的影响

采用溶胶凝胶法制备Gd_0.2Ce_0.8O_3-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R_gi、晶界电阻R_gb及总电阻R_t；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σ_gb和总电导率σ_t分别是GDCSi的10.41和1.82倍。     

氧化铁负载铂纳米簇催化卤代硝基苯本体氢化性质研究

复相金属催化剂中的载体效应研究具有重要意义。我们以结构不同的氧化铁载体吸附"非保护型"Pt金属纳米簇制备了具有相同Pt纳米簇的Pt/Fe_3O_4、Pt/γ-Fe_2O_3和Pt/α-Fe_2O_3催化剂,考察了其在无溶剂条件下(本体条件)催化邻氯硝基苯(o-CNB)选择性氢化反应的性能,发现三种铂/氧化铁催化剂的催化选择性远高于商购铂/碳催化剂,Pt/γ-Fe_2O_3和Pt/α-Fe_2O_3的催化选择性明显高于Pt/Fe_3O_4,而Pt/Fe_3O_4的催化活性较Pt/α-Fe_2O_3高50%。铂/氧化铁对不同卤代硝基苯的本体选择性氢化反应表现出优良的催化性能,相应卤代苯胺产物的选择性均可达到99%以上。考察了温度、氢气压力对Pt/Fe_3O_4催化o-CNB本体氢化性能的影响。本工作为理解氧化铁负载金属纳米簇催化剂的特殊催化性质,进而发展高效金属纳米簇基催化体系提供了新的基础。