基于聚乙烯醇/Fe_2O_3纳米颗粒的纤维素酶固定化

以聚乙烯醇/Fe2O3磁性纳米颗粒为纤维素酶固定化载体,通过反复冻融的方法成功地实现了纤维素酶固定化.采用透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强度计对固定化酶复合体进行了表征,结果显示,固定化酶复合体为大小约1μm的微凝胶团,内含10nm左右的Fe2O3纳米颗粒.研究影响固定化因素后发现,当pH为6,固定化时间为11h,纤维素酶/PVA质量比为4,PVA/Fe质量比为50时,固定化纤维素酶效果最好.通过该方法固定后酶活回收率达42%,酶水解效率显著提高,经过5次反应后的固定化酶相对酶活力保留50%以上.因此,基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定有利于酶的循环使用并显著提高酶的使用效率,是一种有效固定化纤维素酶的新方法.

Fe2O3纳米颗粒对模拟哮喘气道黏液的流变学性能影响

哮喘患者气道黏液流变特性易发生变化引发气道栓塞。Fe_2O_3纳米颗粒是一种可经气道输送的药物载体,但其对气道黏液流变特性的影响未见报道。本实验用超声波法分散Fe_2O_3纳米颗粒,采用扫描电镜、原子力显微镜和纳米激光粒度及zeta电位分析仪对其分散结果进行表征;将分散后的Fe_2O_3纳米颗粒加入到模拟哮喘气道黏液中(终浓度分别为0.03、0.3、0.4 mg/m L)。用旋转流变仪进行流动曲线、屈服应力、大幅振荡剪切检测黏液流变学特性的变化。实验结果显示,Fe_2O_3纳米颗粒处理使模拟哮喘气道黏液的零剪切粘度降低,且随着剪切速率的增加,黏液的结缠速度降低;对照组模拟哮喘气道黏液的屈服应力为19.0 Pa,而经Fe_2O_3纳米颗粒处理(0.03、0.3和0.4 mg/m L)的模拟哮喘黏液的屈服应力分别是为17.0、0.99和0.7 Pa;经Fe_2O_3纳米颗粒处理的模拟哮喘气道黏液在大振幅扫描和低频到高频剪切震荡扫描下,其粘弹性模量均出现了较明显的变化。采用光学方法观察气道黏液结构的结果显示,Fe_2O_3纳米颗粒破坏了黏液网状结构。实验结果表明,Fe_2O_3纳米颗粒会改变模拟哮喘气道黏液的流变学特性,本研究的结果可为进一步开发基于Fe_2O_3纳米颗粒的气道黏液解黏剂奠定相应的理论基础。

固相烧结法制备的Co_3O_4和Fe_2O_3磁性纳米颗粒

采用一种纳米颗粒的新型制备方法,即固相烧结方法,成功制备出单分散的Co_3O_4和Fe_2O_3磁性纳米颗粒。利用金属前驱体粉末混合在NaCl介质中高温下分解金属原子在NaCl颗粒上聚集长大,在空气中烧结氧化形成纳米颗粒。NaCl介质既作为纳米粒子成核和长大的基底,又作为隔离介质防止纳米颗粒在高温加热过程中出现烧结团聚现象。在制备过程中除了金属前驱体和NaCl,没有其他试剂使用。通过XRD、TEM、VSM等对制备出的Co_3O_4和Fe_2O_3纳米颗粒进行了物相结构和成分、微观形貌及磁性能的表征。结果表明,制备出的Co_3O_4和Fe_2O_3纳米颗粒颗粒尺寸小,结晶性好,且尺寸分布均匀。

反相微乳液法制备超顺磁性核壳Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒

分别用一步法和两步法在Tritonx-100/正己醇/环己烷/水反相微乳液体系中,以纳米Fe_3O_4粒子为核,利用正硅酸乙酯在碱性条件下水解制备纳米Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM和VSM对复合颗粒的晶体结构、结合状态、表面形貌、微观特征和磁学特性进行了表征。结果表明,2种方法制备的Fe_3O_4核均为尖晶石结构,SiO_2壳均为无定形结构;复合颗粒呈球形,且团聚在一起;相比较而言,一步法分散性较两步法要好;两者都具有超顺磁性,在室温、外场为1T时磁化强度分别为23emu/g、11emu/g。

Fe_3O_4@TiO_2复合纳米颗粒稳定Pickering乳液的光磁双响应性研究

利用三甲基氯硅烷修饰的核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合纳米颗粒来稳定Pickering乳液,并对乳液的磁响应性和光响应性进行了评价,结果表明:Fe_3O_4@TiO_2复合纳米颗粒稳定的Pickering乳液具有良好的磁响应性和光响应特性。

(Ni_(79)Fe_(21))_(0.44)(Al_2O_3)_(0.56)纳米颗粒膜的巨磁电阻效应

采用磁控溅射法在玻璃基片上制备了一系列不同Ni79Fe2 1含量x的 (Ni79Fe2 1)x(Al2 O3) 1-x纳米颗粒膜样品 ,并对样品的巨磁电阻效应进行了研究。在 (Ni79Fe2 1) 0 .4 4(Al2 O3) 0 .56 颗粒膜样品中 ,扫描透射电镜 (TEM)照片清晰显示纳米Ni79Fe2 1颗粒包裹于Al2 O3中。观测到了室温下近 2 .5 %的巨磁电阻效应 ,发现样品的巨磁电阻效应随着退火温度升高而单调下降 ,不存在一个最佳退火温度。

纳米Fe_2O_3微粒的制备及其表征

采用水热法制备了平均尺寸为37.5nm的超细Fe2O3颗粒,由X射线衍射确认晶体结构为菱形晶系。通过透射电镜及激光散射分析,发现Fe2O3纳米颗粒在水溶液中存在软团聚,团聚体为球形,尺寸在100～200nm。Fe2O3对乙醇气体的敏感性能及Fe2O3作为气敏元件的长期稳定性测试结果表明,Fe2O3材料对乙醇有好的气敏性,具有长期稳定性,并加热功率增加,气氛浓度增大,Fe2O3材料的响应时间、恢复时间均缩短。

Fe_2O_3-TiO_2纳米复合颗粒的激光控制合成研究

以微米级的5%Fe2O3粉末和95%TiO2粉末(以质量分数计)形成混合靶材,利用脉冲激光气相蒸发-液相收集控制合成新方法制备Fe2O3-TiO2复合纳米颗粒.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱、UV光谱检测等测试技术,对实验制备的样品的形貌、组织结构、光吸收性能及合成机理等进行了系统研究.结果表明:用气相蒸发-液相收集激光法制备的Fe2O3-TiO2纳米颗粒外观呈球形,平均粒径约为40 nm,颗粒呈链状连接趋势;Fe2O3的复合改善了TiO2纳米颗粒的磁性.对样品在800～200 nm区间进行光谱分析,发现Fe2O3复合TiO2后,样品光谱发生红移,改善了TiO2纳米颗粒的光催化性能.

磁靶向纳米Fe_3O_4-TiO_2复合物的制备及其对肝癌细胞的光催化杀伤效应

采用三种低温溶胶-凝胶法制备了具有不同Fe3O4掺杂量的磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光光谱(FS)及磁性能分析等表征方法筛选出包覆均匀、分散性好、磁性能优异及光催化活性较高的纳米Fe3O4-TiO2复合物.以四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测肝癌细胞(HepG2)的存活率,考察纳米Fe3O4-TiO2复合物在外磁场作用下对HepG2细胞的光催化杀伤效应.结果表明:采用方法三制备的5%(质量分数)Fe3O4-TiO2复合物具备核-壳结构,在混悬液中分散性较好,平均粒径约为50nm,具有较强的光催化活性和良好的磁响应性,同时将纳米TiO2的光响应范围拓宽至444nm;在外磁场作用下,紫外光和可见光激发纳米Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞的杀伤效应差异不大,且均强于纳米TiO2;其杀伤效应在0-1.0T范围内随着外磁场强度的增大而增强.

纳米Fe_2O_3对2种微藻生长的影响

研究了纳米Fe2O3颗粒的悬浮液对蛋白核小球藻和斜生栅藻生长的影响.通过生长抑制实验确定了纳米Fe2O3促进2藻种生长的最佳浓度以及临界浓度范围,通过测定光合特性以及氧化应激水平和酶活性层面确定了纳米Fe2O3对2藻种生长的内部物质变化的影响,并分析其具体调节机制.结果表明,纳米Fe2O3颗粒的悬浮液对2藻种生长的最适浓度是6 mg/L,高于此浓度即对藻细胞造成毒性抑制.该实验结果可为工业生产废水的处理排放提供参考.

Fe_3O_4@SiO_2硅油基磁性液体制备及其性能研究

通常情况下硅油的粘度随温度变化非常小,表现出优良的"耐温性",是其作为工作介质在特殊环境下的突出优点。将硅油的"耐温性"与磁性液体相结合,可以极大地扩宽磁性液体的应用领域。采用化学共沉淀法和正硅酸乙酯水解法制备了Fe_3O_4@SiO_2核壳型磁性颗粒,在制备Fe_3O_4@SiO_2磁性颗粒时,主要针对反应物添加顺序、前驱体溶液pH值、包覆温度、包覆剂用量等影响因素设计实验并优化了实验工艺。然后用硅烷偶联剂A1120对其包覆,采用超声分散与高能球磨振荡相结合的分散方式将包覆后的Fe_3O_4@SiO_2磁性颗粒分散在硅油基载液中,制备了硅油基磁性液体。通过振动样品磁强计(VSM)、红外光谱仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等多种手段对纳米磁性颗粒进行了表征,并对硅油基磁性液体的流变性能、稳定性等进行了分析。结果表明,核壳型纳米磁性颗粒的粒径为15~20nm,单分散度高,具有超顺磁性;硅油基磁性液体的饱和磁化强度达2.51×10^(-2) T,具有优良的稳定性和粘温性能。

多层石墨烯和Fe_2O_3纳米颗粒对TC11合金磨损行为的影响

通过在TC11合金摩擦界面添加机械混合的多层石墨烯和Fe_2O_3纳米颗粒,研究其对TC11合金磨损行为的影响,并与未添加及只添加多层石墨烯或Fe_2O_3纳米颗粒时进行对比。利用XRD、SEM和EDS等微观分析手段对磨损表面的物相、形貌和成分进行检测分析,并探讨摩擦层的形成过程及纳米材料的作用。结果表明:添加多层石墨烯或Fe_2O_3纳米颗粒时形成的摩擦层不能稳定存在,无法改善TC11合金较差的耐磨性。而添加机械混合的多层石墨烯和Fe_2O_3纳米颗粒时,在磨面形成同时具有良好润滑性和优异承载能力的双层摩擦层,能有效地阻止金属间相互接触,对基体起到保护作用,使得TC11合金的磨损量显著下降。

磁性氧化铁纳米颗粒在不同性质分散剂作用下的聚合状态

磁性氧化铁(γFe_2O_3)纳米颗粒广泛应用导致其进入环境中引起环境风险.由于本身固有的磁极力作用,γFe_2O_3纳米颗粒在水相环境中极易聚合沉降.然而,自然环境中广泛存在的有机物,包括胡敏酸(HA)和球状蛋白质如牛血清蛋白(BSA),能够极大地加强其胶体稳定性,使之易于在环境中迁移转化,进而增加了环境风险.本研究考察在p H=4时,HA和BSA分别作用下,γFe_2O_3纳米颗粒胶体稳定性的相对变化.运用动态光散射原理(DLS)分析颗粒的平均水合直径(D_H)变化,原位原子力显微镜(AFM)及非原位透射电镜(TEM)等手段考察颗粒的分散情况.结果证实:此p H条件下,两种物质均能在不同程度上使γFe_2O_3分散.然而,相比于BSA,环境中广泛存在具有低p K_a且吸附亲和力较强的HA,能够使γFe_2O_3纳米颗粒的分散性更好,其产生的环境风险也更大.

多孔Fe_2O_3纳米纤维用于高容量长寿命锂空气电池催化剂

采用静电纺丝技术,以乙酰丙酮铁[Fe(C5H7O2)3]、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和二甲基甲酰胺(DMF)为原料,制备了由Fe2O3纳米颗粒组成的高比表面积的多孔纳米纤维,并成功应用于锂氧气电池用催化剂.Fe2O3纳米颗粒为反应提供了充足的活性位点,提高了电池容量;而三维网状结构为反应物及产物提供了足够的反应及储存空间,避免了对电极孔道堵塞的问题,从而达到了锂空气电池长循环的目的.

溶液环境对纳米Fe_2O_3/水界面NOM吸附过程中疏水效应的影响

以腐殖酸和纳米Fe2O3为对象,着重研究了腐殖酸分子在纳米Fe2O3表面的吸附过程中的疏水效应,借助红外光谱和热重等分析方法研究了腐殖酸吸附前后的疏水性随溶液环境变化的规律。结果表明,当离子强度为0、0.005、0.01和0.05 mol/kg,pH从7变到12时,纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的热失重量随着pH的升高先减小后增大。当pH从7升高到10时,亲水性降低,疏水性增强;当pH从10升高到12时,亲水性增强,疏水性降低。当离子强度为0.001 mol/kg,pH从7变到12时,复合体的热失重量随着pH的升高而减小,亲水性降低,疏水性增强。当pH为定值,离子强度变化时,纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的热失重量随着离子强度的增加不断变化,曲线呈现出波动趋势,亲、疏水性在交替变化。红外光谱分析结果说明,对纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的亲疏水性起主要影响的官能团可能是亲水性的羟基—OH、羰基CO和疏水性的CH2烷烃。