双金属Ag-Cu纳米粒子负载的Fe_(3)O_(4)磁性复合材料的制备及其催化性能

通过溶剂热法合成中空多孔性Fe_(3)O_(4)@乙二胺四乙酸(EDTA)磁性载体;以柠檬酸钠和NaBH_(4)为共还原剂将双金属Ag-Cu纳米粒子负载于Fe_(3)O_(4)@EDTA磁性载体(Fe_(3)O_(4)@EDTA@Ag-Cu NPs)的孔道内外,并采用XRD、SEM、TEM、EDX和VSM等技术对制备的磁性复合材料进行详细表征。t=25℃考察了Fe_(3)O_(4)@EDTA@Ag-Cu NPs在NaBH_(4)体系中对4-硝基苯胺的催化还原性能。结果表明,Fe_(3)O_(4)@EDTA@Ag-Cu NPs的表观速率常数分别为Fe_(3)O_(4)@EDTA@Cu NPs、Fe_(3)O_(4)@EDTA@Ag NPs的6.5、2.1倍,均符合一级动力学方程,证实了Ag和Cu NPs之间具有明显的协同效应。Fe_(3)O_(4)@EDTA@Ag-Cu NPs经过5次循环利用后其催化降解率仍高于95%,表明该复合材料在水处理领域中具有潜在的应用价值。

Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的共沉淀法制备及其性能研究

目的:开发高效、清洁、经济的磁性纳米颗粒,进一步推动磁絮凝法在污水处理中的应用。方法:采用共沉淀法制备了四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))纳米颗粒,研究了n(Fe^(3+))∶n(Fe^(2+))配比及反应温度对颗粒形貌、粒径、结构、表面官能团、Zeta电位等的影响,并测试了样品的磁性能。结果:n(Fe^(3+))∶n(Fe^(2+))配比为1.75∶1,反应温度为50℃时,共沉淀法制备Fe_(3)O_(4)纳米颗粒粒径为10~80 nm,晶型稳定,表面基团-OH较多,Zeta电位绝对值小;其饱和磁化强度为67.18 emu·g^(-1),矫顽力为3242.00 A·m^(-1),剩余磁化强度为4.47 emu·g^(-1)。结论:采用共沉淀法制备获得Fe_(3)O_(4)纳米颗粒,可作为优良的磁絮凝材料促进水中的絮凝反应。

磁性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒强化微藻废水处理及产油效果的研究

针对微藻规模化废水处理过程中污染物去除效果不稳定、采收困难及藻细胞油脂提取率低等问题,以磁性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒作为强化剂和絮凝剂,考察其对微藻废水处理效果、藻细胞生物量和油脂含率及后续微藻采收的提升作用。结果表明,在20 mg/L浓度的Fe_(3)O_(4)NPs作用下,斜生栅藻对污水中COD、NH_(4)^(+)-N和TP的去除率分别达到98.82%、93.25%和78.22%,小球藻生物量增加49.91%,总脂产量增加66.92%;投加30 mg/L浓度的Fe_(3)O_(4)NPs可以在10 min内获得94%的小球藻收获率;当投加浓度增加到100 mg/L时,小球藻细胞的油脂含率由23.27%提升至38.66%,总脂产量增加68.38%。为制定集促进微藻净水效率提高、藻细胞生物量和油脂含率提升及藻细胞快速采收等多种功能于一体的Fe_(3)O_(4)NPs投加策略提供技术参考。

磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子催化剂的制备及催化性能研究

为提升磁性催化剂的催化效率,研究磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子催化剂的制备及其催化性能。用四氯化钛、无水乙醇、氯化铁等分别制备磁基体Fe_(3)O_(4),以及Fe_(3)O_(4)与四氯化钛摩尔比为19∶1、9∶1、17∶3、4∶1的4种催化剂材料。将四硝基苯酚、硼氢化钠等作为待催化材料,用不同催化剂进行催化还原试验,用紫外-可见分光光度计、振动样品磁强计等测试催化剂的磁性能和催化性能。结果表明:4种催化剂均呈现出一定的磁强度,催化1 min后转化率均较高。其中,摩尔比为4∶1的催化剂磁性能更强,矫顽力可达0.54 A/m,为4组催化剂中最高,其催化时间更短,催化速率较快,在8次循环催化后仍保持99%以上的转化率。

磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒影响骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架(ZIF-8),采用一锅法合成具有磁性的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入2.5,5,10,20μg的Fe_(3)O_(4)),通过扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计检测等对Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒进行表征,筛选出合适的材料进行后续实验。提取4周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别与不同质量浓度(25,50,75,100,125μg/mL)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒溶液共培养,CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的材料溶液质量浓度;筛选出材料溶液质量浓度后,施加磁刺激(磁场强度分别为0,50,100,150 MT),CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的磁场强度与Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒,用于骨髓间充质干细胞诱导分化实验。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分别与ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)纳米颗粒溶液共培养,以单独培养的细胞为空白对照,成脂诱导后进行油红O染色,成骨诱导后进行碱性磷酸酶、茜素红染色与Runx2蛋白质量浓度检测。结果与结论:(1)扫描电镜下可见Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒呈现十二面体结构,随着材料中Fe_(3)O_(4)含量的增加,纳米颗粒的粒径增大,选择粒径约250 nm(该粒径下的纳米颗粒功能性及生物安全性较稳定)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入5,10μg的Fe_(3)O_(4))进行后续实验。(2)CCK-8检测结果显示,在100MT磁场作用下,50μg/mL的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中加入10μg的Fe_(3)O_(4))能够显著促进骨髓间充质干细胞的增殖,选择该条件下的纳米颗粒进行骨髓间充质干细胞成骨诱导分化实验。(3)成骨诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性、细胞外基质矿化程度与Runx2蛋白质量浓度均高于其他3组(P<0.05);成脂诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的脂滴形成少于其他3组(P<0.05)。(4)结果表明,在特定的磁场条件下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒可以促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。

“新工科”背景下生物制药专业多学科交叉融合的探索研究——以Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)核壳磁性纳米粒子的制备及应用实验为例

“新工科”背景下,多学科交叉融合已成为生物制药专业教学育人的新方式,对培养“明德求真,弘药济世”的卓越应用型工程人才具有重要意义。本文将以Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)核壳磁性纳米粒子的制备及应用实验为例,顺应教育部“三全育人”的战略要求,在调动学生科研的积极性和主动性的同时,探索生物制药与有机化学之间的联系,挖掘多学科交叉融合的独特优势,提高学生的科学探究能力和实验操作能力。

纳米Fe_(3)O_(4)在煤微生物降解产CH_(4)过程中的催化作用

目的为了研究纳米Fe_(3)O_(4)在微生物降解煤产甲烷(CH_(4))过程中的催化作用,方法采用晋城矿区矿井水和中原油田土壤中的两种菌群(厌氧消化菌,义马矿区)的煤样,考查温度和纳米Fe_(3)O_(4)添加量对反应体系产CH_(4)摩尔浓度的影响,分析产CH_(4)过程中伴随气体CO_(2)和H_(2)的摩尔浓度变化及其对CH_(4)摩尔浓度的影响,评估厌氧消化产CH_(4)反应体系中铁的作用和最大负载量。结果通过分析厌氧性产CH_(4)古菌和多环芳烃分解菌共营降解煤的生物化学过程,认为煤降解产CH_(4)厌氧反应由两个主要步骤组成:一是稠环芳烃活化的羧化反应,该反应使煤被多环芳烃分解菌降解为甲苯酚和2-萘甲酸等化合物;二是产甲烷古菌利用煤分解产生的有机酸、甲基和气体等,通过辅酶的生物化学反应生成CH_(4),该过程CH_(4)产气量随温度升高而增大,起始反应需要大量CO_(2)气体。在产甲烷古菌和多环芳烃分解菌共营系统中添加纳米Fe_(3)O_(4)后,产CH_(4)量增加了39.6%~50.8%。纳米Fe_(3)O_(4)对生物化学过程的催化作用表现在促进中间产物(H_(2)和CO_(2)等)的生成,同时生物化学反应通过消耗H_(2)和含氧有机物并生成液态水以降低密闭实验系统的气体总压力,使催化反应持续正向进行。结论纳米Fe_(3)O_(4)对微生物降解煤产CH_(4)的催化作用需要多菌种互营环境,催化过程中存在最佳负载量。

耐盐性PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂流变性

采用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物接枝纳米Fe_(3)O_(4)合成了一种PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂,并利用动态流变仪研究了PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂的剪切稀释性,分析了纳米Fe_(3)O_(4)、盐含量及剪切作用对其流变行为的影响规律。结果表明:PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂的粒径为100~500 nm、黏均分子质量为4.99×10^(6)g/mol;在30℃下,剪切速率大于0.3 s^(-1)时PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂表现出显著的剪切稀释特征,该减阻剂具有更复杂的微观结构,其超临界质量分数为0.035%,相比空白聚合物表现出更优良的增黏性能和黏弹性;由于AMPS含有耐温耐盐基团,在NaCl和CaCl2质量分数分别为10%和5%的条件下,PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂黏度保留率分别为69%和53%,表现出了较强的耐盐性;同时,该减阻剂在剪切速率1000 s^(-1)条件下剪切3600、7200 s后的黏度回复率分别为100%和94%,表现出良好的耐剪切性。

纳米级Fe_(3)O_(4)分散液浸种对NaCl胁迫下番茄种子萌发及幼苗保护酶系统的影响

为揭示纳米级Fe_(3)O_(4)(Fe_(3)O_(4)NPs)调控作物耐盐的效应和机理,采用共沉淀法成功合成10 nm粒径的Fe_(3)O_(4)NPs,并通过了表征分析和鉴定;进一步研究其0、1、10、50、100、200、300、400 mg·L^(-1)分散液浸种处理对NaCl胁迫下番茄种子萌发、幼苗生长及其抗氧化的影响。结果表明:盐胁迫下1 mg·L^(-1) Fe_(3)O_(4)NPs浸种明显降低番茄种子发芽、幼苗胚根和下胚轴生长,随着浸种浓度上升,其发芽逐步得到改善;100 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,200 mg·L^(-1)Fe_(3)O_(4)NPs浸种的种子发芽势和下胚轴长达到峰值,显著高于仅盐处理的对照。100 mmol·L^(-1) NaCl胁迫明显降低番茄种子成苗率、幼苗鲜物质量和含水量,1 mg·L^(-1)Fe_(3)O_(4)NPs浸种,导致其进一步降低,随着Fe_(3)O_(4)NPs浸种浓度上升,其数值逐渐上升,200 mg·L^(-1)Fe_(3)O_(4)NPs浸种的幼苗鲜物质量和含水量达到峰值,显著高于仅盐处理的对照。盐胁迫下,1 mg·L^(-1)Fe_(3)O_(4)NPs浸种的幼苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著上升,而过氧化氢酶(CAT)活性下降,随着Fe_(3)O_(4)NPs浸种浓度上升,SOD和POD酶活逐渐下降再逐渐回升,CAT酶活逐渐上升再回落,100~200 mg·L^(-1) Fe_(3)O_(4)NPs浸种的幼苗SOD和POD酶活、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量、超氧阴离子自由基(2O×-)和过氧化氢(H2O_(2))含量均最低,而其CAT酶活最高。相关性分析表明,幼苗鲜物质量、成苗率与SOD和POD活性以及MDA和活性氧含量均呈极显著负相关。综上所述,在盐胁迫下Fe_(3)O_(4)NPs浸种处理的番茄种子萌发和成苗依赖于Fe_(3)O_(4)NPs不同浓度的调控特征,即1 mg·L^(-1) Fe_(3)O_(4)NPs浸种处理展示了进一步抑制的典型特征,其氧化胁迫加剧;而200 mg·L^(-1) Fe_(3)O_(4)NPs浸种处理表现为促进萌发、成苗和壮苗的显著作用,与其抗氧化得到明显改善直接相关。

磁性纳米Fe_(3)O_(4)的氧化共沉淀法制备及催化性能

以单一Fe^(2+)作为铁源,0.4%的H_(2)O_(2)为氧化剂,NaOH为沉淀剂,采用氧化共沉淀法制备了尺寸为7 nm的Fe_(3)O_(4)颗粒。为进一步体外模拟肿瘤饥饿治疗,设计了一个包含5 mL(10 μg·mL^(-1))的葡萄糖氧化酶和15 mL(5 mg·mL^(-1))葡萄糖溶液的体系,以探究纳米Fe_(3)O_(4)的类过氧化氢酶(CAT)与类过氧化物酶(POD)催化性能的最适条件。结果表明:在1 mg·mL^(-1) pH=5.0时,纳米Fe_(3)O_(4)的类CAT活性能推动葡萄糖氧化反应的反应速度增加、限度增大;pH=5.0时,纳米Fe_(3)O_(4)的类POD活性更好,能高效率催化H_(2)O_(2)产生活性氧。

纳米Fe_(3)O_(4)增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性试验研究

目的探究纳米Fe_(3)O_(4)增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性。方法分别开展准静态拉伸试验、界面法向和切向黏结强度试验。采用超弹性理论,分析纳米Fe_(3)O_(4)增强硅橡胶材料的拉伸行为,采用双线性和指数内聚力模型,分析纳米Fe_(3)O_(4)增强与铁氧体的界面破坏行为。结果通过拉伸试验获得了不同纳米Fe_(3)O_(4)含量的硅橡胶的工程应力应变曲线及两参数Mooney-Rivlin模型,小变形范围的模型误差在1%以内,大变形范围的最大误差为3.8%。通过界面强度试验,获得了不同纳米Fe_(3)O_(4)含量的硅橡胶和铁氧体界面的法向和切向力-位移曲线、黏结强度和界面断裂能,得到了界面法向和切向黏结强度内聚力模型参数。结论随着纳米Fe_(3)O_(4)含量增加,硅橡胶的拉伸强度增加,界面法向黏结强度和断裂能增大,而切向黏结强度和断裂能变化不显著。双线性内聚力模型更适合作为纳米Fe_(3)O_(4)增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结强度表征模型,界面法向和切向黏结强度变化规律与实测值的吻合程度更高。

氮掺杂碳纳米管负载Co_(3)O_(4)氧还原电催化剂的制备与性能

以碳纳米管(CNT)为原料,通过负载维生素B12,简单热解得到了一种氮掺杂碳纳米管(N/CNT)负载低含量Co_(3)O_(4)纳米颗粒的氧还原电催化剂(Co_(3)O_(4)@N/CNT)。得益于均匀分散的Co_(3)O_(4)纳米颗粒以及氮掺杂,Co_(3)O_(4)@N/CNT表现出了优异的氧还原催化性能,其半波电位达到了0.844 V(vs RHE),超越了商业Pt/C(0.820 V(vs RHE))。与Pt/C相比,基于Co_(3)O_(4)@N/CNT组装的锌-空气电池表现出了更优的放电性能和循环稳定性。

Fe_(3)O_(4)/PDA复合纳米材料回收高黏度油田采出水中油相的研究

高黏度油田采出水通常呈现乳浊液的状态,难以实现油水分离。本文采用共沉淀法制备Fe_(3)O_(4)纳米颗粒,在超声波辅助下将聚多巴胺(PDA)与纳米Fe_(3)O_(4)键合,制得Fe_(3)O_(4)/PDA复合材料,并采用FTIR、显微镜、物理吸附仪等表征。在交变磁场作用下,实现油田采出水破乳,达到油水分离的目的。并考察了Fe_(3)O_(4)/PDA复合材料稳定循环使用次数、交变磁场频率对回收油相效率的影响。结果表明,在极低磁场频率6.0 Hz下,所制备材料可稳定循环使用11次,为油田采出水重复利用和高附加值油相的回收利用提供了有效、便捷的方法。

交联羧甲基-β-环糊精聚合物修饰的Fe_(3) O_(4)磁性纳米粒子对盐酸阿霉素的负载和释放研究

采用共沉淀法制备了交联羧甲基-β-环糊精聚合物修饰的Fe_(3) O_(4)磁性纳米粒子(MNPs@CDP),将其作为药物载体负载抗癌药物盐酸阿霉素(DOX),通过MTT实验来评估MNPs@CDP的生物相容性和吸附DOX后复合物(MNPs@CDP/DOX)的细胞毒性,并通过荧光成像技术观察了MNPs@CDP/DOX中DOX在HepG2肝癌细胞中的释放情况。结果表明MNPs@CDP在小于30 mg/mL的浓度范围内表现出了较好的生物相容性,并且MNPs@CDP/DOX和HepG2细胞共培养4 h后能够在细胞中释放大量药物,并能够有效杀死癌细胞。

量子点修饰g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)纳米杂化材料的制备及在水性环氧-丙烯酸酯乳液中的应用

水性环氧-丙烯酸酯乳液(WEP)因污染小、附着力好、耐候性好被广泛应用于涂料领域,但其不尽如意的耐腐蚀性大大限制了其在防腐涂料领域的应用。文中采用煅烧法制备了g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)纳米杂化材料,微波法制备了柠檬酸碳量子点溶液,通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射分析、X射线光电子能谱仪和透射电子显微镜分析了g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)杂化粒子的结构和形态,采用扫描电子显微镜观察了复合涂层的形貌,通过电化学阻抗谱和盐雾实验研究了WEP、g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)/WEP、经量子点修饰的g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)/WEP涂层的耐腐性能。结果表明,Fe_(2)O_(3)粒子成功负载到了g-C_(3)N_(4)纳米片上,经柠檬酸量子点修饰后,g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)在WEP中具有良好的分散性,经柠檬酸量子点修饰的g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)/WEP乳液涂膜在质量分数3.5%NaCl溶液中浸泡1 d时阻抗高达1.5×10^(10)Ω·cm^(2),较纯WEP乳液涂膜高出2个数量级;浸泡7 d后,复合涂层阻抗值仍高达8.7×10^(9)Ω·cm^(2);盐雾168 h后复合涂层表面锈蚀较少。

功能性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒在痕量农药残留分析中的应用研究进展

未被有效利用的农药经环境与膳食暴露,可能影响食品安全,进而在人体内形成微量残留,成为危害人体健康的潜在因素。相较环境水及水果蔬菜等常规样品而言,由于人体样本具有复杂的基质效应及农药痕量残留水平的特点,包括液-液萃取和固相萃取等在内的传统样品前处理方法很难实现对复杂基质中不同种类痕量农药的检测分析。为了解决复杂基质样本中痕量农药检测的难题,靶向性的纳米吸附剂被陆续开发出来。本文介绍了具备高效分离特性的纳米吸附剂——功能性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒用于痕量农药残留分析的技术趋势,包括其磁核合成方式(化学共沉淀、热分解、溶剂热反应等)、功能基团修饰类型(天然高分子聚合物、碳基材料、金属有机框架材料和无机材料等)、应用基质(环境水、水果蔬菜及生物样本)以及适用农药种类和检测分析效率;重点介绍了该类纳米颗粒的靶向性制备原理、应用特点和最新研究进展,分析了目前基于功能性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒分析痕量农药过程中尚待改进的问题和未来应用前景,以期为新型纳米吸附方法的拓展性应用提供理论参考。

纳米Fe_(3)O_(4)颗粒对离子液体润滑减摩及电控增摩性能的影响

目的提高离子液体在常态环境下的润滑减摩能力及电场条件下的电控增摩响应特性。方法将合成油酸改性后的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒分散添加到离子液体中,制备了不同浓度的离子液体基铁磁流体,通过利用自制载流摩擦磨损试验机,分别模拟测试了常态环境与电场环境下纯离子液体与离子液体基铁磁流体摩擦因数的变化,同时利用白光干涉仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对比分析了磨损形貌。结果在常态环境下,Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的“滚珠减摩效应”显著提高了离子液体在常态环境中的润滑效果。随着纳米Fe_(3)O_(4)颗粒质量分数的增加,磨痕逐渐变得光滑平整,剥落和磨粒聚集现象也逐渐消失,尤其是当质量分数为30%时,试样磨痕内部仅有较浅的犁沟和轻微的划痕,此时的摩擦因数也展现出了极低的水平,约为0.04,远低于纯离子液体润滑时的0.085。同时纳米颗粒的“电致沉积效应”增强了离子液体在电场环境中的电控增摩响应能力,当电流强度达到20 A时,对于质量分数为30%的离子液体基铁磁流体,摩擦因数瞬时提高了近1倍,增幅达到了0.039,是相同条件下纯离子液体摩擦因数增长幅度的4倍。结论将合成改性后的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒分散添加到离子液体中,成功制备了离子液体基铁磁流体,并且通过调控纳米颗粒含量,显著提高了离子液体的润滑性能和电控增摩响应能力。

基于Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料的自供能紫外探测器的制备及性能研究

为了获得高性能的自供能紫外探测器,结合热聚法和溶液法成功制备了Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料,并对其微观形貌、晶体结构、元素组成及价态进行了表征。结果表明,Bi_(2)O_(3)呈蜂窝状结构的块体,其附着在具有层状结构的g-C_(3)N_(4)纳米片上。基于该异质结制备了无需外加偏压即能工作的紫外探测器。在紫外光照射下,Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)光电探测器能够立即产生光电流并达到最大稳定值约0.43μA,相比于Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器,其光电流提升了约1.05倍。值得注意的是,Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)紫外探测器还展现出了快的响应速度(约181.7 ms),并且其光电流与入射光强也具有良好的线性关系,表明该器件对不同强度的紫外光均能实现快速且稳定的探测。

聚乙二醇和二乙二醇对溶剂热法合成Fe_(3)O_(4)纳米粒子的尺寸及形貌调控

采用溶剂热法,通过改变反应体系中聚乙二醇(PEG)用量、PEG分子量、二乙二醇(DEG)体积分数,实现了对Fe_(3)O_(4)纳米粒子的尺寸和形貌调控。利用SEM、TEM、XRD和VSM对制备的Fe_(3)O_(4)纳米粒子进行了表征。结果表明:核桃状的Fe_(3)O_(4)纳米微球由细小的纳米晶粒组成,随着PEG-4000用量的增加,从0.1 g至1.5 g,有利于生成小的Fe_(3)O_(4)纳米晶粒。适当增加PEG链的长度,当分子量从200增加到4000,有利于促进Fe_(3)O_(4)纳米晶粒的生长;但进一步增加PEG链的长度,PEG分子量为20000时,Fe_(3)O_(4)纳米晶粒变小。改变溶剂中DEG的体积分数,Fe_(3)O_(4)纳米粒子的形貌实现了从表面粗糙的核桃状大微球到表面光滑的小微球,再到规则的长方体晶粒的转变。基于PEG、DEG的吸附、桥连和空间位阻等作用,提出了利用PEG、DEG调控Fe_(3)O_(4)纳米尺寸和形貌结构的可能机理。所制备的Fe_(3)O_(4)纳米粒子饱和磁化强度约为80 emu/g,表现为超顺磁性。

磁性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的生物合成及其在提高采收率中的应用

纳米Fe_(3)O_(4)具有独特的性质,如超顺磁性、尺寸小和低毒性,且易在外磁场下分离,近几年来在石油开发领域受到广泛的关注。本文综述了磁性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒(NPs)的生物合成及其在提高采收率(EOR)的应用,首先介绍了微生物、植物提取液和动物合成磁铁矿:微生物的合成主要包括两个过程,一是对金属离子的吸附,二是还原矿化作用;植物提取液的合成依赖水溶性的一些代谢物,如多酚、生物碱和柠檬酸等的作用;动物体中也发现了磁铁矿,可以感应地磁场从而判断方向。然后阐述了Fe_(3)O_(4)NPs的EOR机理和应用:Fe_(3)O_(4)NPs可以将油滴包裹形成稳定的乳液,降低界面张力,改变润湿性,通过增加驱替流体的黏度和降低重油的黏度来提高波及效率以及楔形结构产生分离压力。在此作用下,总结了磁性Fe_(3)O_(4)在EOR方面的应用。