碳包覆铁纳米颗粒制备及电磁性能分析

以纤维素为基质，硝酸铁为金属颗粒前躯体，在氢气保护下进行控温炭化合成出准球形的碳包覆铁纳米颗粒．产物通过TEM、EDX和XRD表征呈核壳结构，粒径分布比较窄．通过波导法对所制备的碳包覆铁纳米颗粒进行吸波性能分析，采用矢量网络仪研究分析其在8．2～12．4GHz频率范围内的电磁性能．

碳包铁纳米粒子作为磁性靶向药物载体的物理性能研究

一种全新的磁靶向纳米药物载体——用直流碳弧法制备的碳包铁纳米粒子,它具有独特的纳米结构,在石墨碳层中完全包裹进铁纳米颗粒,实现在纳米碳包围中的纳米磁性粒子分散状态,其中的纳米碳具有大的比表面积和较高的化疗药物吸附量,达到每毫克吸附160μg的表阿霉素。铁纳米粒子磁场强,靶向效果好,有较佳的磁靶向发热效应,在动物病灶局部放置0.1g碳包铁纳米粒子将能使发热温度平均升到52℃;而将碳包铁纳米粒子均匀与猪肝混合也有明显的产热效果:含量0.4%碳包铁纳米粒子的一组猪肝能将温度升到42℃,而含量0.6%碳包铁纳米粒子的一组猪肝能将温度升到48℃。X射线衍射表明借助于碳的包裹,碳包铁纳米粒子有好的抗氧化性和稳定性。碳包铁纳米粒子有可能作为一种全新的磁性靶向药物载体用于癌症治疗。

碳包铁纳米晶结合表阿霉素对HepG-2细胞的作用及对小鼠急性毒性实验研究

目的观察单纯碳包铁纳米晶(CCIN)粒子及结合表阿霉素(EADM)的CCIN粒子对肝癌细胞的体外作用,并比较单纯EADM与结合了EADM的CCIN对小鼠的急性毒性反应。方法MTT法检测单纯CCIN以及载EADM的CCIN对HepG-2细胞的毒性,并在光镜、电镜下观察肿瘤细胞对CCIN的吞噬作用。经尾静脉注入不同浓度药物,比较单纯EADM与EADM-CCIN混悬液对小鼠的急性毒性反应。结果光镜、电镜下可见HepG-2细胞吞噬大量CCIN粒子入胞浆,细胞结构完整,未见明显结构破坏。各浓度的CCIN悬液(包括空白对照组)作用于HepG-2细胞系,所得的吸光度值各组间无差异。单纯EADM对HepG-2细胞株的抑制率比相应浓度的CCIN-EADM混合物高,且含CCIN量比例较低的药物组对HepG-2细胞株的抑制率要高于含CCIN量比例相对较高的组。小鼠急性毒性实验中,单纯EADM经静脉给药的LD50值为16.9mg/kg,低于相应的EADM-CCIN混悬液的LD50值(20.7mg/kg)。结论HepG-2细胞可吞噬CCIN粒子;在一定浓度下单纯CCIN对HepG-2细胞无毒性;载药CCIN对肿瘤细胞的抑制在短时间内较单纯相同浓度EADM的抑制作用弱,且随CCIN比例升高抑制作用相应下降;小鼠急性毒性实验中,EADM-CCIN混悬液的急性毒性相对于同剂量的单纯EADM有所降低。

碳包铁纳米晶的制备及其结合表阿霉素的相关实验研究

目的:制备碳包铁纳米晶(CCIN),并检测其物理、化学性质,考察其在兔肝脏移植肿瘤内的分布,同时研究其吸附EADM的性能及载药CCIN对肝癌细胞株(HepG-2)的抑制作用。方法:采用碳弧法制备CCIN,通过透射及扫描电镜和X射线衍射了解其形貌、结构及成分性质;经皮B超引导以及经肝动脉插管分别将CCIN注入兔VX2肝肿瘤模型,取注药肝肿瘤组织做组织病理并做细胞电镜观察CCIN的分布;观察CCIN对EADM的吸附;并用MTT法检测载EADM的CCIN对HepG-2细胞的毒性。结果:CCIN平均粒径达到20-100nm,石墨碳层中完全包裹入铁纳米颗粒、粒子不含铁的碳化物和氧化物;CCIN可被VX2肿瘤细胞以及肿瘤间质细胞吞噬;CCIN吸附EADM符合langmuir等温吸附曲线,饱和度为160mg/g;MTT示CCIN与EADM混悬液对HepG-2细胞的抑制作用于72h内比相应单纯的EADM抑制作用低,且随CCIN的比例升高抑制作用相应下降。结论:CCIN物理、化学性质稳定,可吸附较大量的EADM,能被肿瘤细胞及间质网状内皮系统吞噬,CCIN潜在的对EADM的缓释作用可能有利于EADM长期持续作用于肿瘤细胞,并减低可能引起的全身毒性。

碳包铁负载纳米钯催化苯甲醇选择氧化

以碳包铁纳米晶（Fe@C）为载体,采用浸渍法制备了一种磁可分离的Pd/Fe@C催化剂,并运用X射线荧光光谱、透射电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.结果表明,纳米Pd颗粒的粒径分布在4~10nm,平均粒径约为7nm,Pd物种以Pd0为主,其Pd3d5/2结合能为335.6eV.将该催化剂应用于苯甲醇选择性氧化反应,考察了催化剂用量、溶剂、温度对反应的影响以及催化剂的循环使用性能.结果表明,催化剂可使苯甲醇高选择性生成苯甲醛,在催化剂用量（摩尔分数）为0.5%、乙腈为溶剂、80oC常压O2条件下,苯甲醇的氧化反应效果最佳（苯甲醇转化率为96%,苯甲醛选择性为95%）.催化剂易于磁分离和回收,循环使用4次仍保持较佳的催化性能.

碳包铁纳米晶急性毒性实验及其对肝肾功能和血液系统的影响

目的分析碳包铁纳米晶(CCIN)的急性毒性及其对肝肾功能和血液系统的影响。方法经小鼠尾静脉分别注入不同剂量的CCIN粒子,观察小鼠14d内的急性毒性反应;经大鼠尾静脉分别注入高、中、低剂量CCIN粒子及对照组注入生理盐水,分别于给药前1d,给药后第1、3、7、14天检测大鼠肝肾功能及血常规。结果小鼠静脉注射CCIN粒子的LD50=203.8mg/kg;当大鼠静脉注入CCIN 80mg/kg以内时,无动物死亡,肝肾功能、血液系统可能会有一过性轻微损害,但2周内一般可自行恢复。结论CCIN粒子毒性较低,在一定剂量范围内对肝肾功能及血液系统影响不大。

磁性碳包铁纳米粒子在重金属元素检测分离富集中的应用

以氩电弧等离子体法制备的碳包铁纳米粒子为固相萃取材料,采用等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)系统研究了该材料对Cr、Ni、Cd、Pb离子的吸附性能,并确定了最佳吸附和洗脱条件。实验结果表明:当pH值为8.0～9.0时,分析物均可被碳包铁纳米粒子定量吸附;采用酸性溶液(pH=1.0～2.0)可将吸附在碳包铁纳米粒子上的金属离子完全脱附。该法对Cr、Ni、Cd、Pb的检出限分别为3.6、4.1、1.1、9.8μg/L,Cr、Ni、Cd的线性范围为1～500μg.L-1,Pb的线性范围为10～1 000μg.L-1,线性相关系数均大于0.999。方法用于自来水中Cr、Ni、Cd、Pb离子的测定,回收率可达到93%～105%;碳包铁纳米粒子对Cr、Ni、Cd、Pb离子的吸附量分别为3.6、4.8、6.3、2.1 mg/g。

直流碳弧法合成碳包铁纳米粒子的研究

用直流碳弧法制备碳包铁纳米粒子,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段对粒子的成分、形貌等进行表征；在氮气气氛中对粒子进行退火处理,对其形成机理进行了初步的探讨。结果表明：制备的粒子中含有α-Fe相和石墨相,没有铁的氧化物,纳米粒子的尺寸大小在5～50nm范围。铁粒子在碳层的保护下有很好的抗氧化能力。

碳包铁纳米晶对表阿霉素的吸附与缓释作用

目的观察碳包铁纳米晶(CCIN)对表阿霉素(EADM)的吸附与缓释作用。方法制作EADM标准曲线;将一定量的CCIN粒子与不同浓度EADM溶液充分混合后高速离心,测量游离EADM量,评估CCIN粒子对EADM的吸附能力。以透析袋包裹载药CCIN粒子,采用PBS液、生理盐水、蒸馏水作为介质,定期置换介质,考察在不同温度条件下CCIN粒子在不同介质中的释药性能。结果CC1N吸附EADM呈现两种状态,即饱和吸附前的近乎线形吸附及饱和吸附,其饱和吸附值约为160μg/mg。载药CCIN粒子对EADM缓释的作用受介质、温度、载药量等多种因素的影响。相对于蒸馏水,将PBS液及生理盐水作为缓释介质,载药CCIN粒子在相同时间内可释放出更高比率的EADM;较高的温度有助于EADM的缓释。饱和载药的CCIN粒子在相同介质相同温度情况下释放EADM比率较半饱和载药的CCIN粒子高。结论CCIN吸附EADM符合Langmuir等温吸附曲线;载药CCIN粒子对EADM缓释的作用受到介质、温度、载药量、介质置换速度等多种因素的影响。当缓释介质为PBS、高温、介质置换速度加快时,饱和载药的CCIN粒子在单位时间内的释药能力增加。

碳包铁纳米粒子的靶向磁感应发热性能

采用直流电弧法制备一种新型的磁靶向药物载体材料——碳包铁纳米粒子并通过透射电子显微镜和X射线衍射仪对其微观形貌和结构进行了观察和表征。通过注射注入法和挖孔填入法将碳包铁纳米粒子置入原块猪肝中，研究了不同铁含量和不同浓度的碳包铁纳米粒子的磁感应发热性能。结果表明均匀球形、平均粒径10～30nm的碳包铁纳米粒子，其含量越高，磁感应发热效果越明显；碳包铁纳米粒子与生理盐水混合后注射注入原块猪肝中的发热温度高于直接将碳包铁纳米粒子挖孔填入猪肝的发热温度；感应电场的作用时间越长，发热越强，但有一个最高温度的饱和值；铁含量80％的样品30min后可达到51℃，足以杀死癌细胞。作为一种新型的磁靶向药物载体，碳包铁纳米粒子在癌症治疗中有望起到增强疗效和减少副作用的效果。

碳包覆铁/丙烯酸树脂水性纳米复合涂料的制备及电磁波吸收性能

以"壳/核"型碳包覆铁(Fe(C))纳米颗粒为填料、水性丙烯酸树脂为基体,制备了纳米复合电磁波吸收涂料。采用不同含量的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米颗粒改性,提高了纳米颗粒在基体中的分散性。选用吸收剂填充量为25%(质量分数)的涂料,测定了不同厚度涂层的电磁波吸波性能。涂层具有很好的吸波性能,当厚度为5mm时,反射损耗峰值为-17.2dB,吸收带宽为3.2GHz(7～10.2GHz)。首次用实验结果证明了传输线理论对铁磁性纳米颗粒吸波性能的模拟结果。

碳弧法制备碳包铁纳米颗粒的研究

用直流碳弧法制备碳包铁纳米颗粒，应用透射电镜（ＴＥＭ）、Ｘ射线衍射分析（ ＸＲＤ）和穆斯堡尔谱学进行研究。结果表明．当阳极复合棒中为纯铁粉加石墨粉时，出现 ３种破包铁纳米颗粒：ａ－Ｆｅ，渗碳体（ Ｆｅ３Ｃ）和奥氏体；当阳极复合棒中为Ｆｅ２Ｏ３ 加石墨粉时，出现４种碳包铁纳米颗粒：ａ—Ｆｅ，渗碳体．奥氏体和ＦｅＯ。它们的尺寸大小在 ５～５０ｎｍ范围。

碳包覆铁纳米颗粒的制备工艺研究

采用共热解法,以芳烃重油和二茂铁为前驱体制备碳包覆铁纳米颗粒材料,研究了制备工艺条件对所得产物的收率、形态和结果的影响。结果表明,在420℃条件下,增大二茂铁含量、降低反应体系压力以及延长保温时间有利于形成粒径均一,核壳分界明显,碳层石墨化程度高的包覆颗粒,包覆金属以单质Fe为主,含有少量Fe3C。

直流电弧放电法制备具有复合壳层的碳包覆铁纳米颗粒

采用直流电弧放电法制备了具有复合壳层和较好核-壳结构的碳包覆铁纳米颗粒(CEINPs)。高分辨透射电镜、能量色散X-射线及其线扫描、X-射线粉末衍射、X-射线光电子能谱的表征结果表明,CEINPs的壳层主要由最里面的非石墨层、中间的不完整石墨层和最外面的无定形碳结构组成,包含了C、Fe、O 3种元素;CEINPs的平均直径为17.4nm。热分析测量结果表明,CEINPs在空气中的稳定温度达到了260℃;产物B中的Fe含量为79.5%(质量分数),饱和磁化强度和矫顽力分别为109.3emu·g-1和167Oe。对复合壳层的形成机理进行了简单的讨论。

碳弧法中碳包Fe纳米晶及其相关碳微团的形成

用直流碳弧法在阳极石墨棒中加入α－Fe2O3产生碳包Fe纳米晶，研究在复合石墨棒中加入不同的Fe2O3含量对碳包Fe纳米晶的形貌、结构特性及晶粒尺寸分布的影响，探讨碳包Fe纳米晶的形成原因及碳弧法中氦气压力和Fe2O3含量对复合石墨棒所产生的碳灰的C60／70产率的影响．结果表明：Fe2O3复合石墨棒所产生的碳灰含有α－Fe相、Fe3C相和石墨相，没有氧化物相．复合阳极棒中的Fe2O3含量决定了碳包Fe纳米晶的数量和晶粒直径分布，碳弧法中的He气压力仍是影响掺Fe2O3阳极棒所产生的碳灰的C60／70产率的主要因素，但对碳包Fe纳米晶的产率影响不大.掺Fe2O3阳极棒所产碳灰的C60／70产率与氦气压力的关系和纯石墨阳极棒的这一关系比较，存在着显著的差别．

核壳型碳铁纳米粉体的制备及磁性能研究

采用直流碳弧法制备碳包铁纳米粒子,用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对产物的形貌和尺寸、物相结构组成进行分析,并在真空和氮气气氛下在200～800℃对制备的碳包铁纳米粒子进行热处理,用振动样品磁强计测量处理前后的碳包铁纳米粒子的剩磁强度、矫顽力和饱和磁化强度。结果表明,碳包铁纳米粒子的磁滞回线显示出较好的超顺磁特性;剩磁强度、矫顽力和饱和磁化强度随着粉体中铁含量的增加而增大。对碳包铁纳米粒子进行热处理,其磁性能随温度的升高首先改善,温度进一步升高又逐步劣化。在450℃退火,粉体磁性能最佳。

磁性纳米粒子富集-电感耦合等离子体发射光谱法测定食具中铬、镍、镉、铅、砷的迁移量

采用氩电弧等离子体法制备磁性碳包铁纳米粒子,考察了其对水溶液中Cr,Ni,Cd,Pb和As的富集能力,建立电感耦合等离子体原子发射光谱同时测定食具中Cr,Ni,Cd,Pb和As迁移量的分析方法。研究了纳米粒子表面经H2O2处理后,pH值、吸附时间、吸附剂用量等因素对各元素富集效率的影响。结果表明,H2O2表面处理可有效提高纳米粒子对待检元素的吸附率。在pH 8.0～9.5范围内,选用30 mg碳包铁纳米粒子定量富集,振荡3 min后,Cr,Ni,Cd,Pb和As均可被磁性碳包铁纳米粒子定量富集,酸性溶液(pH 1～2)可洗脱吸附离子。采用本方法测定了实际样品,各元素回收率在87%～106%之间。

纳米Fe-C合金去除染料废水中酸性橙Ⅱ的初步研究

本文研究了碳包纳米铁对酸性橙Ⅱ的吸附。研究结果表明,在酸性橙Ⅱ初始浓度40 mg/L,碳包铁浓度1.5 g/L,转速240 r/min,p H为6.2,温度30℃的优化条件下,吸附120 min后,酸性橙Ⅱ的去除率达到90.0%,吸附量达到了24.2 mg/g;吸附前后碳包纳米铁的XRD谱图未发生明显的变化,吸附后溶液中酸性Ⅱ的UV-vis特征吸收峰几乎消失了;碳包纳米铁对酸性橙Ⅱ的吸附过程符合Langmuir吸附等温线,吸附动力学符合伪二级动力学模型。

碳包铁纳米颗粒结合贝伐单抗治疗裸鼠肝癌

目的观察碳包铁纳米颗粒结合贝伐单抗靶向治疗肝癌的效果。方法将SSMC7721细胞注入裸鼠背部皮下，以建立鼠肝癌模型。40只荷瘤裸鼠随机分为5组，每组8只。A组为对照组，通过鼠尾静脉注射等量生理盐水（NS），B组注射盐酸表阿霉素（Ep），C组注射贝伐单抗（Bm），D组注入结合贝伐单抗的碳包铁纳米颗粒（BMN），E组注射碳包铁纳米颗粒生理盐水分散液（Fe@C），D、E组均在肿瘤表面每天接受1次场强为3000Gauss的磁场作用，时间30min。所有裸鼠在实验7d后脱颈处死，取肿瘤组织行苏木素一伊红（HE）染色，原位缺口末端标记法（TUNEL）法检测凋亡，免疫组织化学观测肿瘤内微血管密度。结果Ep组和BMN组可以明显的肿瘤抑制，两组凋亡指数分别为（73．3±8．0）％和（63．1±7．0）％，差异无统计学意义（P〉0．05）。BMN组的肿瘤微血管密度为21．75±3．96，而Bm组为40．25±3．85。BMN组的凋亡指数和微血管密度与其他组比较均有差异有统计学意义（P〈0．05）。结论BMN在外界磁场的作用下，可以使贝伐单抗更好地发挥肿瘤抑制作用，减少化疗期间的不良反应。

气相爆轰法合成超细碳包铁纳米颗粒

以气化五羰基铁为铁源,采用乙炔为可燃气氛,用气相爆轰法成功合成了超细碳包铁纳米颗粒。利用TEM和XRD对合成产物进行分析表明,爆轰产物是由碳壳层、α-Fe和γ-Fe组成的球状包覆型结构,产物分散性好,颗粒大小均匀、形态规则的球形超细纳米碳包铁颗粒,铁核的平均粒径为4.5 nm; Raman光谱分析也证实该纳米粒子表面由为石墨和无定型碳构成包覆。进一步将该纳米碳包铁颗粒在低真空温度673 K下进行热处理发现,铁核颗粒尺寸略有长大,XRD谱线上γ-Fe相消失,转化为α-Fe相,热处理后磁饱和强度提高1倍以上。