氨基化修饰介孔Fe3O4@SiO2@mSiO2磁性核壳复合微球的可控制备及吸附性能

以水热法制备的高磁饱和强度Fe_3O_4纳米颗粒为核,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用改进的St觟ber法,制备介孔SiO_2包覆Fe_3O_4磁性核壳复合微球。利用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附、FTIR和VSM对制备样品的物相结构、形貌和磁性能进行了测试表征。研究结果表明,制备的复合材料呈球形,粒径分布均一,材料的比表面积和磁饱和强度分别为413 m2·g-1和68.93emu·g-1。研究了TEOS的添加量对复合微球形貌的影响,随着TEOS添加量的增加,SiO_2壳层增厚,复合粒子形貌均匀,饱和磁化强度有所下降,仍具有良好的超顺磁性。在此基础上,通过接枝法在复合微球的表面接枝-NH2,制备了一种新型磁性纳米吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2),进而研究了其对水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。通过动力学拟合,Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2对Cr(Ⅵ)的吸附过程是准二级动力学模型占主导地位,探究了该材料对Cr(Ⅵ)的吸附过程和吸附机理。结果表明,其吸附机理及吸附容量与Cr(Ⅵ)的离子形态及-NH2有关,并通过吸附剂与吸附质之间的电子共用或静电吸附实现。     

介孔SiO2/Fe3O4中空磁性微球的漆酶固定化

以介孔SiO2/Fe3O4磁性中空微球作为载体,采用物理吸附法对漆酶进行固定化,考察了时间、温度和pH值对漆酶固定化效果的影响,并对固定漆酶的活性及稳定性进行了研究.结果表明,介孔SiO2/Fe3O4磁性中空微球吸附漆酶分子后,介孔材料的比表面积与孔体积均减小.在3 h时复合微球对漆酶的吸附达到平衡,复合微球中介孔SiO2对漆酶的有效固定量为689 mg/g,大大高于纯介孔材料MCM-41的漆酶固定量(319 mg/g).在pH=3～6的条件下,复合微球中固定漆酶仍保持70%以上的相对酶活.当温度不高于60℃时,固定漆酶的相对酶活仍保持65%以上.固定漆酶的pH稳定性和热稳定性都明显优于游离漆酶,固定漆酶的米氏常数为1.05 mmol/L,与游离漆酶相比,固定漆酶与底物的亲和力有所降低.当2,4-二氯苯酚的浓度为10 mg/L时,固定漆酶对其去除率在6 h时达到81.6%,表现出很好的催化活性.     

磁性核壳介孔氧化硅微球的制备与应用

磁性核壳介孔氧化硅微球作为一种新型功能复合材料,已成为众多研究领域的一个研究热点。本文综述了近年来利用模板法合成磁性核壳介孔氧化硅微球的研究进展,重点阐述了溶胶-凝胶法和微乳液法在实心微球和中空微球制备中的应用。介绍了磁性介孔二氧化硅微球在蛋白质、DNA分离,靶向药物传输等生物医学上的应用以及磁性酸催化、加氢催化、纳米贵金属催化、光催化等催化领域的应用,并对其未来的发展趋势做了展望。     

介孔SiO_2/Fe_3O_4中空磁性复合微球的制备与表征

采用多步包覆法在自制的240nm的单分散SiO2微球表面进行β-FeOOH的包覆,在5wt%的NaOH溶液中去除核心SiO2后,得到β-FeOOH纳米结构空心微球。将单分散的β-FeOOH空心球作为内核,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,经水解缩聚反应得到空心核壳复合微球。在空气中焙烧(500℃,5h)对样品去除模板剂,并在还原气氛(5%H2/95%Ar,350℃,3h)下焙烧得到介孔SiO2/Fe3O4中空磁性复合微球。结果表明,所制得的介孔SiO2/Fe3O4中空磁性复合微球中的Fe3O4层厚度约60nm,是由Fe3O4纳米棒搭接而成的三维网络结构,复合微球的整体平均直径为390nm,比表面积较高约693m2·g-1,孔体积为0.63cm3·g-1,平均孔径为3.6nm,其饱和磁化强度可达13.6emu·g-1,同时较低的矫顽力(50Oe)有利于颗粒的再分散。     

Fe3O4@nSiO2@mSiO2磁性介孔微球快速测定溶液中多环芳烃和牛血清蛋白的结合常数

本研究发展了一种采用磁性介孔微球Fe3O4@nSiO2@mSiO2测定溶液中多环芳烃(PAHs)和牛血清蛋白(BSA)结合常数(KBSA)的方法.在合成Fe3O4@nSiO2@mSiO2微球时,将少量的十六烷基三甲基铵阳离子(CTAM+)模板保留在介孔内作为萃取水体中自由溶解态PAHs的吸附剂,而与溶液中的BSA及其结合的PAHs则由于体积排阻作用不被萃取.微球外层很薄的介孔层(≈50 nm)显著缩短了水体中PAHs向介孔内CTAM+迁移的路径,而微球较大的表面积(186m2/g)和孔体积(0.16 cm3/g)增大了微球在水体中与PAHs的接触面积,使其能够快速富集水体中的自由溶解态PAHs,萃取平衡时间(t90%)仅为66 min.实验测定了不同BSA浓度条件下PAHs自由溶解态分数,并据此计算得到PAHs与BSA的结合常数lgKBSA=3.94～5.00,与微耗损固相微萃取方法测得的结果基本一致,而平衡时间仅为后者的1/200,显著地提高了工作效率.     

双层SiO2包覆Fe3O4复合材料的制备及其染料吸附性能

采用改进的Stober法合成了多孔结构的双层SiO₂包覆Fe₃O₄复合材料,利用TEM、XRD、VSM和氮吸附-脱附实验对其结构与性能进行分析,进而研究其对染料的吸附性能。研究结果表明,双层SiO₂包覆Fe₃O₄复合材料的比表面积和磁饱和强度分别为308 m²·g^-1和45.5 emu·g^-1;当罗丹明B的初始浓度从25 mg·L^-1提高到250 mg·L^-1时,复合材料对其饱和吸附量从24.0 mg·g^-1增大到112.4 mg·g^-1,而亚甲基蓝的初始浓度从25 mg·L^-1提高到500 mg·L^-1时,对其饱和吸附量从22.0 mg·g^-1增大到235.1 mg·g^-1;随着溶液pH值增大,复合材料对罗丹明B的饱和吸附量增加,而对亚甲基蓝的饱和吸附量变化不明显;温度在20~40 ℃范围内复合材料的吸附量较大。     

双层SiO2包覆Fe3O4复合材料的制备及其染料吸附性能

采用改进的Stober法合成了多孔结构的双层SiO₂包覆Fe₃O₄复合材料,利用TEM、XRD、VSM和氮吸附-脱附实验对其结构与性能进行分析,进而研究其对染料的吸附性能。研究结果表明,双层SiO₂包覆Fe₃O₄复合材料的比表面积和磁饱和强度分别为308 m²·g^-1和45.5 emu·g^-1;当罗丹明B的初始浓度从25 mg·L^-1提高到250 mg·L^-1时,复合材料对其饱和吸附量从24.0 mg·g^-1增大到112.4 mg·g^-1,而亚甲基蓝的初始浓度从25 mg·L^-1提高到500 mg·L^-1时,对其饱和吸附量从22.0 mg·g^-1增大到235.1 mg·g^-1;随着溶液pH值增大,复合材料对罗丹明B的饱和吸附量增加,而对亚甲基蓝的饱和吸附量变化不明显;温度在20~40 ℃范围内复合材料的吸附量较大。     

Pickering乳液聚合制备核-壳结构PS-SiO2复合微球

用二氯二甲基硅烷对纳米SiO2粒子进行疏水改性,当其表面Zeta电位由-54.8 mV变成-25.8 mV时,SiO2粒子就能在苯乙烯-水界面自组装,形成稳定的Pickering乳液,即以胶体粒子为乳化剂的乳液.利用Pickering乳液聚合制备了以聚苯乙烯(PS)为核、纳米SiO2为壳的PS-SiO2复合微球.用FT-IR、XPS、SEM、偏光显微镜等对复合微球进行了表征.结果表明:复合微球由聚苯乙烯和纳米二氧化硅粒子组成,二氧化硅粒子以单层、六方密排的方式分布在聚苯乙烯微球表面.     

可控制自由基聚合DPE法制备P(AA-MMA-ST)/Fe3O4磁性复合微球

在制备超细Fe₃O₄磁性粒子的基础上, 利用可控制自由基聚合DPE法制备出平均粒径为265 nm的P(AA-MMA-ST)/Fe₃O₄磁性复合微球. 采用XRD, TGA, FTIR等手段对所制备的磁性复合微球的形态、结构及磁响应性等进行了表征, 结果表明用DPE法制备出的磁性复合微球磁含量较高, 粒径比较均匀.     

可控制自由基聚合DPE法制备P(AA-MMA-ST)/Fe3O4磁性复合微球

在制备超细Fe₃O₄磁性粒子的基础上, 利用可控制自由基聚合DPE法制备出平均粒径为265 nm的P(AA-MMA-ST)/Fe₃O₄磁性复合微球. 采用XRD, TGA, FTIR等手段对所制备的磁性复合微球的形态、结构及磁响应性等进行了表征, 结果表明用DPE法制备出的磁性复合微球磁含量较高, 粒径比较均匀.     

Fe3O4@mMoO3介孔多功能纳米载体的制备及其微波响应药物传递

以氨基功能化的Fe_3O_4纳米颗粒为磁核,结合直接沉淀法和模板法在其表面包覆上介孔MoO_3层,制备磁性-微波热转换性-介孔结构于一体的多功能核-壳结构复合纳米载体Fe_3O_4@mMoO_3,并对其结构、载药及微波控制靶向给药性进行研究。TEM图表明所得的复合纳米载体具有明显的核壳结构,完美的球形,且壳层中有清晰的孔状结构。磁性和微波热转换特性分析表明,该复合载体兼具良好的磁性和微波热转换特性,可实现药物的靶向可控给药。以布洛芬(IBU)为模型药物,对该复合纳米载体的药物负载能力和微波响应可控释放性进行研究,结果表明,在持续微波辐射90 s时IBU的释放率达到90%,远远高于仅搅拌时的释放率。     

磁性Fe_3O_4@SiO_2@ZrO_2对水中磷酸盐的吸附研究

合成了以Fe3O4为核,以SiO2为壳的磁性纳米微粒(Fe3O4@Si O2),并采用沉淀沉积法将ZrO2包覆到材料表面。通过XRD、TEM、VSM、ζ电位、XPS和N2吸附/脱附等手段对材料进行表征,结果表明材料Fe3O4@SiO2@ZrO2上沉积了氧化锆纳米颗粒,具有超顺磁性,可在外加磁场作用下实现从水中快速分离。同时系统研究了材料对水中磷酸盐的吸附行为,结果表明沉积Zr O2使得材料对磷酸盐表现出良好的吸附性能,并且随着沉积量的增大吸附量增加。吸附等温线符合Freundlich方程。吸附动力学可用拟二级动力学模型描述,吸附速率随磷酸盐初始浓度增加而减小。磷酸盐吸附量随溶液p H值的增大而减小,但几乎不受离子强度影响。     

磁性Fe3O4@SiO2@ZrO2对水中磷酸盐的吸附研究

合成了以Fe₃O₄为核,以SiO₂为壳的磁性纳米微粒（Fe₃O₄@SiO₂）,并采用沉淀沉积法将ZrO₂包覆到材料表面。通过XRD、TEM、XPS和N₂吸附/脱附等手段对材料进行表征,结果表明材料Fe₃O₄@SiO₂@ZrO₂上沉积了氧化锆纳米颗粒,具有超顺磁性,可在外加磁场作用下实现从水中快速分离。同时系统研究了材料对水中磷酸盐的吸附行为,结果表明沉积ZrO₂使得材料对磷酸盐表现出良好的吸附性能,并且随着沉积量的增大吸附量增加。吸附等温线可用Freundlich方程拟合。吸附动力学可用拟二级动力学模型拟合,吸附速率随初始浓度增加而减缓。磷酸盐吸附量随溶液pH值的增大而减小,但几乎不受离子强度影响。     

磁光Fe3O4@SiO2@CdS复合材料的制备及表征

采用水解三氯化铁得到Fe₃O₄磁核,然后水解四乙氧基硅烷(TEOS)得到Fe₃O₄@SiO₂,再在其表面包覆半导体CdS即可得到良好的磁性光电信标Fe₃O₄@SiO₂@CdS。材料形貌、组成分析及光电化学测试表明成功地合成了具有超顺磁性的Fe₃O₄@SiO₂@CdS纳米复合材料。该材料分散均匀、具有良好的光学性能、在光电化学传感及光电催化等领域具有良好的应用前景。     

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Cu^2＋, Pb^2＋, Zn^2＋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.     

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。