磁性四氧化三铁纳米粒子的制备及其应用研究进展

四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))作为一种较为常用的磁性纳米粒子,具有稳定的化学性质、较高的催化活性、良好的磁响应性及生物相容性,可通过改变反应条件将其粒径降至几纳米,因此被广泛应用于高磁记录材料、吸附剂、生物传感和磁共振成像等领域。在对磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子的制备方法进行综述的基础上,介绍了固相法、化学共沉淀法、水热法、微乳法以及溶胶-凝胶法等常用方法,并总结了其在环境治理、生物医学以及功能性材料制备等领域中的应用,同时展望了磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子未来的研究应用方向。

磁性氧化铁纳米粒子应用于胰腺癌靶向诊疗的研究进展

胰腺癌预后极差,其早期诊断和治疗尤为关键。纳米技术已广泛应用于胰腺癌诊治,依靠纳米粒子的独特理化性质和其丰富的表面修饰手段可实现肿瘤部位的有效富集。磁性氧化铁纳米粒子(MIONPs)是胰腺癌诊治常用的纳米材料之一,具有良好的生物相容性。通过对其进行特殊的表面修饰,可应用于胰腺癌的靶向诊断和治疗。MIONPs可作为MRI的对比剂,通过修饰纳米粒子表面,可用于胰腺癌的靶向成像;还可将其改造为载药系统从而实现药物的靶向输送,提高治疗效果等。但是,MIONPs应用于胰腺癌诊疗仍然面临一些挑战,如纳米毒性和成本问题。随着技术发展,MIONPs有望在胰腺癌的个性化诊疗中发挥重要作用。

生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁吸附除锑研究

为提升晶态铁系金属氧化物的吸附容量、提高对印染废水中高溶解度和稳定性的Sb(OH)_(6)^(-)去除效果,制备生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁,探究其吸附效果与联用生物炭负载提升吸附容量的机理。吸附实验表明,在初始pH为7.0±0.5、温度25℃、初始锑浓度200μg/L条件下,吸附剂除锑的最优条件为锰铁比0.3、负载比0.2、投加量0.3 g/L,此时模拟废水中锑含量可降至38μg/L,在更低投加量、更温和pH、室温条件下有更高的吸附容量。且吸附剂的循环使用性能较好,经三个吸附-脱附循环后吸附量仍达86%。吸附容量机理研究发现,生物炭负载提升吸附容量的机理为缓解团聚、提高吸附剂表面带正电强度、增强其对Sb(OH)_(6)^(-)的离子交换吸附作用。

纳米四氧化三铁对微生物诱导碳酸钙沉淀的作用效果与机理研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是环境岩土工程领域一项新型的土体加固技术。微生物的生长及活性会受到外部磁场的影响,改变MICP中碳酸钙的晶型晶貌及沉淀方式,从而对碳酸钙的胶结性能产生影响。采用纳米四氧化三铁(Nano-Fe_(3)O_(4)),设计了Nano-Fe_(3)O_(4)作用下的微生物诱导碳酸钙沉淀的水溶液及MICP砂土固化试验,对比分析了Nano-Fe_(3)O_(4)含量对微生物诱导生成的碳酸钙晶体含量(CCC)、类型、比例以及MICP固化砂土力学强度等参数的影响规律,并结合扫描电镜(SEM)试验分析了溶液环境及砂柱中碳酸钙的微观形貌特征,系统归纳了Nano-Fe_(3)O_(4)对MICP的作用效果及机制。结果表明:(1)Nano-Fe_(3)O_(4)能够有效改善细菌的新陈代谢性能,显著提高细菌OD_(600)及脲酶活性;(2)溶液环境中,MICP产生的碳酸钙晶体类型以球霰石为主,含少量方解石,且Nano-Fe_(3)O_(4)含量增加能够促进球霰石的生成及增大MICP沉淀物中稳定相碳酸钙所占的比例;(3)Nano-Fe_(3)O_(4)可以显著提高MICP固化砂土的无侧限抗压强度和CCC;(4)SEM分析结果表明,溶液环境中,碳酸钙晶体以球型堆积为主,MICP固化砂柱中碳酸钙晶型随Nano-Fe_(3)O_(4)含量的增加逐渐呈菱柱状堆积。

四氧化三铁纳米颗粒的制备与应用

纳米材料是一种具有重要应用前景的新型材料,由于其独特的物理和化学性质,纳米材料的研究和应用领域正在不断扩大和深化。四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))纳米颗粒由于其特殊的磁性、电学性质与极佳的生物相容性,使其在医学领域具有广泛的应用前景。系统介绍了Fe_(3)O_(4)纳米颗粒化学液相的制备方法和近年来在医学领域的实际应用。

四氧化三铁/单壁碳纳米管磁性复合纳米粒子分散固相微萃取-高效液相色谱法测定牛奶中的香精添加剂

通过化学键合的方法制备单壁碳纳米管包覆的四氧化三铁(Fe3O4/C N T s)磁性复合纳米粒子。首先用水热法合成磁性Fe3O4纳米粒子,并进行硅烷氨基化处理,羧基化的单壁碳纳米管通过1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联剂反应修饰到Fe3O4纳米颗粒表面。合成的Fe3O4/C N T s复合纳米粒子具有很高的磁响应度和很好的分散能力,是一种很好的分散固相萃取剂。本研究将合成的Fe3O4/C N T s纳米粒子用于分散固相微萃取富集牛奶中的香精添加剂,并与高效液相色谱分析联用,实现了香兰素和乙基香兰素的快速高效富集和高灵敏度检测,两者的检出限达10μg/L,回收率大于92%。本研究表明,合成的Fe3O4/C N T s磁性复合粒子是一种很好的奶制品中香兰素添加剂的样品前处理富集材料。

壳聚糖和油酸钠修饰的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的细胞毒性

目的 研究壳聚糖和油酸钠修饰的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子（superparamagnetic iron oxide nanoparticles，SPIONs）的细胞毒性，为临床应用提供实验依据。方法 用透射电子显微镜对壳聚糖SPIONs和油酸钠SPIONs进行形态学观察；用10 μg/mL的壳聚糖SPIONs和油酸钠SPIONs悬液处理体外培养的人肺腺癌细胞A549，普鲁士蓝染色观察2种SPIONs在细胞内的分布；用不同浓度（0、25、50、100和200 μg/mL）的2种SPIONs分别处理A549细胞，MTT法测定细胞生长活性；2种SPIONs染毒A549细胞48 h时，测定上清液中乳酸脱氢酶（LDH）的活性；DAPI染色法观察细胞凋亡情况。结果 （1）2种SPIONs均呈类球形结晶，粒径20~30 nm，此时四氧化三铁纳米粒子之间的热振动能足以克服磁吸引力而呈现超顺磁性。（2）普鲁士蓝染色显示细胞内可见蓝色沉着，说明2种SPIONs均可进入A549细胞内。（3）MTT检测结果显示壳聚糖SPIONs对细胞生长几乎无抑制，而200 μg/mL 油酸钠SPIONs在48 h和72 h时对细胞有明显的抑制作用（P〈0.05）。（4）200 μg/mL壳聚糖SPIONs染毒细胞的上清液中LDH活性稍高于对照组（P〈0.05），而100 μg/mL和200 μg/mL油酸钠SPIONs染毒细胞的上清液中LDH活性均高于对照组（P〈0.05），同时也高于相同浓度壳聚糖SPIONs染毒组（P〈0.05）。（5）DAPI凋亡检测显示，壳聚糖SPIONs染毒细胞与对照组间差异无统计学意义，而油酸钠SPIONs染毒细胞发生明显的细胞核皱缩及胞核碎裂现象，且细胞凋亡率高于对照组（P〈0.05）。结论 壳聚糖SPIONs与油酸钠SPIONs相比具有较低的细胞毒性。

磁性四氧化三铁/钒酸铋/二氧化钛纳米晶的制备及光催化性能表征

以硫酸氧钛、偏钒酸铵和氯化亚铁等试剂为原料,制备磁性二氧化钛钒酸铋(Fe_(3)O_(4)-TiO_(2)-BiVO_(4))复合光催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其进行表征。以刚果红为模拟降解对象,在可见光照射下,使用质量均为0.05 g的磁性二氧化钛钒酸铋对浓度20 mg·L^(-1)的刚果红溶液进行光催化降解,结果表明,在自然光光照240 min条件下,降解率达70.0%。

油酸低温水洗改性磁性四氧化三铁纳米粒子

通过对油酸改性四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米粒子的制备工艺的改进研究,成功制备了分散性好、磁响应性强的平均粒径在18 nm的改性Fe3O4磁性纳米粒子,并通过X射线衍射、红外光谱、透射电镜等对制备的磁性纳米粒子进行了表征。结果表明:当采用60℃的反应温度进行改性处理,以蒸馏水进行洗涤时,得到的油酸改性Fe3O4磁性纳米粒子的分散性最好、磁响应性最强。

磁性四氧化三铁纳米粒子的超声波辅助水热合成及表征

以六水三氯化铁、四水二氯化铁和氨水为原料,在超声波辅助下,水热法制备了磁性四氧化三铁纳米粒子。借助X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)对产物四氧化三铁进行分析。结果表明,当反应物三价铁离子与二价铁离子物质的量比为1.75,pH为13,控制水热合成温度在140-160℃、水热处理时间在3-5 h时,可制备出纯相的反尖晶石结构的四氧化三铁纳米微粒。随着水热合成温度的升高和时间的延长,晶体发育更完整,平均粒径增大。磁性测量表明,饱和磁化强度和矫顽力也随着四氧化三铁纳米微粒平均粒径的增大而增大,控制水热合成温度140-150℃、水热处理时间4 h能够制备出平均粒径小于20 nm、具有超顺磁性的四氧化三铁纳米微粒。

磁性四氧化三铁纳米粒子的合成及表征

纳米四氧化三铁是一种多功能磁性材料。水解法制备四氧化三铁纳米颗粒的主要影响因素有熟化温度、二价铁与三价铁的物质的量比和滴定终点的pH。正交实验分析结果表明:二价铁与三价铁的物质的量比为1∶1.75、恒温熟化温度为80℃、终点的pH=11的条件下,可合成粒径分布在0.1μm以下、质量分数为95.53%磁性四氧化三铁纳米粉体。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)对优化实验产物进行分析表明,纳米粒子属单相立方晶型,平均粒径为56 nm,纯度高、超顺磁性。

反相微乳液法制备壳聚糖季铵盐/四氧化三铁复合磁性纳米粒子

以环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)为季铵化试剂,制备了壳聚糖季铵盐(QC)———N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖,采用AgNO3电位滴定法测定了季铵化度。以柠檬酸钠为改性剂,一步法制备了水基Fe3O4磁性纳米粒子。基于静电自组装作用,采用反相微乳液法制备了QC/Fe3O4复合磁性纳米粒子。通过多种手段对所制备的复合磁性纳米粒子的结构进行了表征、对其性能进行了研究。红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)及X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,QC主要包覆于Fe3O4的表面。透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)结果表明,复合磁性纳米粒子磁核为Fe3O4晶体结构,平均粒径大约为50 nm^60 nm。VSM结果表明,所制备的复合磁性纳米粒子仍具有超顺磁性,比饱和磁化强度为19.4emu/g。

四氧化三铁磁性纳米粒子的合成及表征

采用滴定水解及 Ｍ ａｓｓａｒｔ 合成法分别制备了直径在 ８ ｎｍ 左右的 Ｆｅ３ Ｏ４ 磁性纳米粒子，粒子的结构组成通过 Ｘ射线粉衍射得到证实．透射电镜研究表明，由滴定水解法制备的磁性粒子的外形主要为球形，粒子大小比较均匀，所有粒子都在 ５～１０ ｎｍ 之间．而由 Ｍａｓｓａｒｔ 合成法制备得到的 Ｆｅ３ Ｏ４ 磁性粒子则呈现从球形到立方体形的多种形态，并且粒径分布较宽．磁性测量表明，由滴定水解及 Ｍ ａｓｓａｒｔ 合成法合成的 Ｆｅ３ Ｏ４ 磁性粒子的饱和磁矩分别为 ７１ 和 ６９ Ａｍ ２ｋｇ－ １，仅比块体 Ｆｅ３ Ｏ４ 的磁性低约２０％ ．

四氧化三铁/二氧化硅复合磁性纳米粒子的制备与表征

实验以溶胶-凝胶法,将粒径约10 nm的Fe_3O_4纳米粒子分散在SiO_2凝胶中,制备Fe_3O_4/SiO_2复合磁性纳米粒子。以透射电镜、X射线衍射和磁性能测试对复合纳米粒子进行了表征。结果表明,Fe_3O_4/SiO_2复合纳米粒子呈球形,粒径约46 nm;试样中磁性物质为纳米Fe_3O_4,包履层为非晶SiO_2;Fe_3O_4/SiO_2纳米粒子具有超顺磁性,比饱和磁化强度26 emu/g,磁响应性随Si/Fe摩尔比增加明显下降。该法制备的磁性纳米粒子粒径均匀,分散性良好,并克服了Fe_3O_4粒子制备过程中普遍存在的氧化问题。

四氧化三铁磁性纳米粒子安全性评价的研究进展

氧化铁（Fe2O3）纳米颗粒是一种重要的过渡金属氧化物超微颗粒,具有良好磁性,粒径一般在100 nm以下,包括磁性四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子和γ-Fe2O3纳米粒子[1]。而当其粒径在50 nm以下时则具有超顺磁性。由于磁性Fe3O4纳米粒子尺寸很小,结构特殊,因此具有许多物理化学特性,具有量子效应、优异的磁性、高比表面活性和生物相容性等优点,可用于制作多种功能材料,在多个领域都具有广泛的用途[2-3]。

纳米四氧化三铁碳片对亚甲基蓝废水的催化脱色

碳材料上掺杂纳米Fe_(3)O_(4)颗粒所形成的复合材料可发挥各自优点,进而拓宽其在印染废水处理中的应用。以葡萄糖和氯化铁为原料,通过共沉淀后碳化煅烧,成功制备了纳米四氧化三铁碳片(Fe_(3)O_(4)@GC),利用XRD、TEM、BET和磁滞回线对Fe_(3)O_(4)@GC碳片进行了形貌表征,并将其用于亚甲基蓝(MB)废水的催化脱色处理。结果表明,Fe_(3)O_(4)@GC碳片上的Fe_(3)O_(4)结晶性较好,颗粒呈球形且分散均匀,其平均粒径为22 nm。Fe_(3)O_(4)@GC碳片能够活化H_(2)O_(2)产生氢氧自由基(HO·)并高效氧化降解MB。在pH为2~3,材料投加量为1.0 g/L,H_(2)O_(2)用量为9 mmol/L的条件下,60min内Fe_(3)O_(4)@GC碳片能将浓度为20 mg/L的MB完全脱色去除,且去除反应符合准二级动力学方程(R~2=0.9991)。Fe_(3)O_(4)@GC碳片具有较强的顺磁性,可以从废水中快速磁分离回收,循环使用6次后,MB的脱色率仍然能达到95.6%。自由基猝灭试验证明,MB的脱色去除中Fe_(3)O_(4)@GC碳片诱导的HO·氧化降解起到主导作用,碳材料的表面吸附也起了一定的协同作用。该方法为MB废水高效快速脱色去除提供了实践参考。

四氧化三铁纳米粒子与癌细胞相互作用的初步研究

用共沉淀法制备了粒径为 7 5nm的Fe3O4纳米粒子 ,并用透射电镜 (TEM)观察其形貌为分布均匀的球形 .将Fe3O4纳米粒子加入癌细胞株 790 1和MKN 4 5的培养液中 ,培养一段时间后 ,通过TEM观察细胞的形貌 ,发现Fe3O4纳米粒子被摄入到癌细胞内 ,通过原子吸收光谱 (AAS)测量了细胞对Fe3O4纳米粒子的摄入量 .结果表明 ,Fe3O4纳米粒子可以逐渐被癌细胞摄入 ,在癌细胞内达到一定的浓度范围 .

纳米磁性四氧化三铁的制备及表征

采用化学共沉淀法制备了纳米磁性Fe_3O_4粒子。选用NH_3·H_2O作为沉淀剂,加入到Fe^(2+)和Fe^(3+)的混合溶液中,制得了纳米磁性Fe_3O_4粒子。考察了Fe^(2+)和Fe^(3+)溶液浓度、沉淀剂的浓度、Fe^(3+)/Fe^(3+)/OH^-、温度及搅拌速度等因素对产物粒径及性能的影响,并对其进行了初步的性能表征。

四氧化三铁纳米粒子合成及表征

采用化学共沉淀法制备纳米磁性Fe3O4粒子。选用NH3.H2O作为沉淀剂,加入到Fe2+和Fe3+的混合溶液中,制得了纳米磁性Fe3O4粒子。考察了影响产物粒径及性能的一些因素,并对其进行了初步性能表征。

磁性纳米四氧化三铁制备研究进展

磁性纳米四氧化三铁是一种特殊功能的纳米材料,具有超顺磁性、小尺寸效应、量子隧道效应等特性。综述了磁性纳米四氧化三铁的制备方法,如共沉淀法、热分解法、水热法、溶剂热法、微乳液法、空气氧化法、静电纺丝法、微波法及其研究进展。对磁性纳米四氧化三铁的制备研究进展进行了展望。