金包覆的磁性纳米微粒的制备与表征

作     者：彭莉 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚凯伦;刘祖黎

授予年度：2004年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：磁流体 磁性纳米复合微粒 反相微乳液 

摘      要：表面包覆的磁性纳米复合微粒是当前材料科学领域研究的热点。合适的包覆材料能克服磁性纳米微粒易团聚、表面功能基团少等缺点,从而有效地改善磁性微粒的物理化学性能,扩大微粒的应用范围。金由于具有性质稳定、无毒、制备过程简单等特点,使之成为了理想的包覆材料之一。特别是金微粒表面被含巯基的有机物修饰后,用功能基团取代巯基烷烃的末端基团,能赋予金微粒更多的化学活性,成为多功能的活性微粒。因此,用金包覆磁性纳米微粒将在生物医药、细胞分离、DNA检测、磁记录等领域有着广泛的应用前景。 本文用Frens法制备了在水相中分散的Fe3O4/Au纳米复合微粒。首先用共沉淀法制备了粒径为6-8nm的Fe3O4微粒,并利用氢氧化四甲基铵将Fe3O4微粒分散在水相中。研究了氨水的滴定时间和氢氧化四甲基铵分散时间对Fe3O4微粒磁性和分散性的影响,并据此选择了最优化条件获得了分散性和磁性相对较好的Fe3O4磁流体。以此Fe3O4微粒为核用Frens法在其表面包覆金壳,包覆过程中加入巯基丙酸钠,使Fe3O4/Au微粒表面连上功能基团COONa。分析了复合微粒表面功能基团的含量,复合微粒的光学性质、磁学性质及形貌。 用十六烷基三甲基溴化铵、辛烷、丁醇和水溶液组成的反相微乳液制备了核壳结构的SPION (superparamagnetic iron oxide nanoparticles 超顺磁氧化铁纳米微粒)/Au复合微粒。实验中,以磁流体为水相将SPION引入反相微乳液的水核中,利用硼氢化钠还原金离子在SPION形成金壳,生成SPION/Au复合微粒。当复合微粒在微乳液中形成后加入3-巯基丙酸(MPA),MPA能够起到溶解表面活性剂和稳定复合微粒的双重作用,将复合微粒以分散的状态从微乳液直接分离到有机溶剂中。该处理方法简单易行,处理过程中生成物几乎没有减少。TEM显示MPA稳定的复合微粒分散良好,它们自组装成二维和三维结构。利用XRD、EDAX、UV-vis、VSM等设备检测分析了复合微粒的性质。