水溶性Fe3O4@Au核壳纳米粒子的制备及表征

论文摘要

本论文首先介绍了磁性纳米粒子以及核壳纳米粒子制备方法的研究进展。众所周知,超顺磁性Fe3O4纳米粒子广泛地应用于生物医学成像（作为MRI造影剂）、环境分析以及磁学领域。金纳米粒子由于其优异的光学特性、生物相容性、水溶性以及与生物分子的易连接性,在生物医学分析、光电子、催化以及生物医学成像（作为CT的造影剂材料）等诸多领域成为研究热点。单一组份的纳米粒子的作用性质往往有限。寻求一种集超顺磁性的Fe3O4组份与金纳米组份于一体的材料,并通过简单方法在水溶液体系中制备,以便使其适于生物医学应用方面,已成为多功能组份材料领域的研究热点。本文通过改进共沉淀与化学溶胶方法在水溶液体系中制备超顺磁Fe3O4@Au核壳纳米粒子,并进行了相关表征。研究内容主要如下:1.水溶性Fe3O4@Au核壳纳米粒子的制备方法建立研究。通过对共沉淀法和改进的共沉淀法进行对比研究,分别对这两种方法制备的Fe3O4纳米粒子利用TEM、XRD、PPMS和DLS等测试手段,对制备出的纳米粒子的形貌、粒径、结构、磁性和稳定性方面进行了表征。结果表明,Fe3O4纳米粒子为球形,粒径3-5 nm,分散性好。通过加入柠檬酸,提高了Fe3O4纳米粒子的单分散性和稳定性,一定程度上抑制了Fe3O4纳米粒子的生长。在此基础上,采用改进后的共沉淀法制备出分散性好的Fe3O4纳米粒子为核,制备出Fe3O4@Au核壳纳米粒子。2.水溶性Fe3O4@Au核壳结构纳米粒子的制备及性能表征。在水相中以单分散性好的Fe3O4纳米粒子为核,研究了不同反应条件对Fe3O4@Au纳米粒子形貌和粒度等的影响。实验研究表明,选用羟胺为还原剂,摩尔浓度为100 mmol/L,氯金酸（5 mmol/L）和四氧化三铁（20 mmol/L）的用量分别为1 mL,反应时间3小时,获得的Fe3O4@Au核壳纳米粒子最佳。利用TEM、XRD、PPMS、UV-vis和DLS等测试手段,对Fe3O4@Au核壳纳米粒子的形貌、粒径、结构、磁性、光学和稳定性进行了详细表征。通过表征证实,Fe3O4@Au纳米粒子为球形,粒径约60 nm,结晶性好,在室温下具有超顺磁性,纳米粒子表面的Zeta电势为-30.2 mV,表明Fe3O4@Au纳米粒子具有良好的稳定性和水溶性以及良好的生物相容性,适于将来在生物医学方面的应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 纳米粒子
• 1.2 磁性纳米粒子
• 1.2.1 磁性纳米粒子的性质
• 1.2.2 磁性纳米粒子的应用
• 1.2.3 磁性纳米粒子的制备方法
• 1.3 核壳纳米粒子
• 1.3.1 核壳纳米粒子
• 1.3.2 核壳型纳米粒子的应用
• 1.3.3 核壳纳米粒子的制备方法
• 1.4 选题意义及论文主要内容
• 3O₄@ Au 核壳纳米粒子制备方法的建立'>第2章 水溶性 Fe₃O₄@ Au 核壳纳米粒子制备方法的建立
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂和仪器
• 2.2.2 分析仪器与测试方法
• 2.2.3 实验方法和步骤
• 2.3 结果与讨论
• 3O₄ 纳米粒子的研究'>2.3.1 共沉淀法制备水溶性Fe₃O₄纳米粒子的研究
• 3O₄ 纳米粒子的研究'>2.3.2 水解法制备Fe₃O₄纳米粒子的研究
• 3O₄@ Au 核壳纳米粒子制备方法建立的研究'>2.3.3 水溶性Fe₃O₄@ Au 核壳纳米粒子制备方法建立的研究
• 2.4 本章小结
• 3O₄@ Au 核壳纳米粒子的制备及表征'>第3章 水溶性 Fe₃O₄@ Au 核壳纳米粒子的制备及表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂和仪器
• 3.2.2 分析仪器与测试方法
• 3.2.3 实验方法和步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3O₄@Au 核壳纳米粒子形貌和粒径的影响'>3.3.1 反应条件对水溶性Fe₃O₄@Au 核壳纳米粒子形貌和粒径的影响
• 3O₄@Au 核壳纳米粒子光学特性的影响'>3.3.2 反应条件对水溶性Fe₃O₄@Au 核壳纳米粒子光学特性的影响
• 3O₄@ Au 核壳纳米粒子最佳反应时间的确立'>3.3.3 水溶性Fe₃O₄@ Au 核壳纳米粒子最佳反应时间的确立
• 3O₄@ Au 核壳纳米粒子的各种表征'>3.3.4 水溶性Fe₃O₄@ Au 核壳纳米粒子的各种表征
• 3.4 本章小结
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 进一步工作的方向
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文以及参加科研情况