磁性纳米氧化铁与荧光量子点复合粒子的制备及表征

磁性纳米氧化铁与荧光量子点复合粒子的制备及表征

论文摘要

量子点(quantum dots,又称半导体纳米晶体)它是由II族—VI族和III族—V族元素组成的无机纳米颗粒,其尺度约为1—10纳米,由于尺度量子效应和介电限域效应使它们表现具有独特的光致发光性能。主要表现为:发射和吸收光谱具有尺寸依赖性,斯托克位移大,量子产率高,荧光寿命长,不易化学和生物降解、光解或漂白。目前量子点己用于免疫分析,基因分析,活体及细胞荧光成像等领域。由于尺度量子效应,铁磁性的Fe3O4氏尺度到达3-10纳米时,也表现出不同于体相材料的超顺磁性(即在磁场存在下具有磁性,当磁场消失时表现为非磁性)。这种有特殊性能的材料在核磁共振成像、靶向药物治疗、生物分子及细胞分离、临床诊断等方面具有十分广泛的应用。而制备出既具有磁性又具有良好荧光性的纳米复合粒子,将弥补单种粒子在实际应用中的不足,具有广阔的应用前景。基于此复合机制,本文进行了以下一些工作:(1)以Fe3+、Fe2+为原料,NH3·H2O为沉淀剂,采用化学共沉淀法制备Fe3O4磁性粒子,然后再通过HNO3酸化和和Fe(NO3)3氧化的过程制备出γ-Fe2O3粒子,最后以柠檬酸钠进行包覆制得水基γ-Fe2O3磁性液体。选用柠檬酸钠包覆γ-Fe2O3纳米粒子为晶种,采用水热法,制备了γ-Fe2O3/ZnO复合粒子,所得粒子粒径均匀,直径在200nm左右,XRD图谱表征显示ZnO为六角纤锌矿结构。基于实验对比需要,在不同条件下分别制备了纯ZnO纳米粒子。通过红外光谱和热重分析,进一步阐释了ZnO外壳的生成原理和过程,通过荧光光谱的研究发现,γ-Fe2O3/ZnO复合粒子在400nm和450nm-470nm分别出现了一个发射峰和发光带。(2)采用Fe2+和Fe3+共沉淀的方法制备出Fe3O4纳米粒子,选用十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂对Fe3O4纳米粒子进行表面改性,采用非共价法,成功制备了ZnS包覆Fe3O4的纳米复合粒子。通过SEM和TEM观察了Fe3O4/ZnS纳米复合粒子的形貌,发现粒子粒径在50nm左右,粒径分布相对均匀,单个粒子表面有一些小的凸起。当对纳米复合粒子进行荧光激发时,在465nm处观测到来自锌的缺陷发光峰,比较ZnS与Fe3O4/ZnS纳米复合粒子的荧光光谱图,没有明显差异。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 前言
  • 1.2 超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPION)
  • 1.3 硫化物半导体纳米微粒概述
  • 1.3.1 硫化物的结构特点
  • 1.3.2 硫化物半导体纳米材料的光致发光原理
  • 1.3.3 硫化物量子点的制备方法
  • 1.4 半导体纳米粒子与磁性纳米粒子的复合
  • 1.4.1 核壳结构纳米粒子的制备方法
  • 1.5 量子点及磁性材料在生命科学中的应用
  • 1.5.1 量子点的应用
  • 1.5.2 磁性纳米粒子在生命科学中的应用
  • 203/ZnO 纳米复合粒子的制备与表征'>第二章 γ-Fe203/ZnO 纳米复合粒子的制备与表征
  • 2O3 磁性粒子的制备及表征'>2.1 γ-Fe2O3磁性粒子的制备及表征
  • 2O3 磁性粒子的制备流程'>2.1.1 γ-Fe2O3磁性粒子的制备流程
  • 2O3 磁性粒子的表征'>2.1.2 γ-Fe2O3磁性粒子的表征
  • 2.2 纳米ZnO 粒子的制备及其表征
  • 2.2.1 纳米ZnO 粒子的制备
  • 2.2.2 纳米ZnO 粒子的表征
  • 2O3/ZnO 纳米复合粒子的制备与表征'>2.2 γ-Fe2O3/ZnO 纳米复合粒子的制备与表征
  • 2O3/ZnO 纳米复合粒子的制备'>2.2.1 γ-Fe2O3/ZnO 纳米复合粒子的制备
  • 2O3/ZnO 纳米复合粒子的表征'>2.2.2 γ-Fe2O3/ZnO 纳米复合粒子的表征
  • 2.3 本章小结
  • 3O4/ZnS 纳米复合粒子的制备与表征'>第三章 Fe3O4/ZnS 纳米复合粒子的制备与表征
  • 3O4 粒子及表征'>3.1 化学共沉淀法和氧化沉淀法制备纳米Fe3O4粒子及表征
  • 3O4 粒子'>3.1.1 化学共沉淀法制备纳米Fe3O4粒子
  • 3O4 粒子'>3.1.2 氧化沉淀法制备纳米Fe3O4粒子
  • 3.1.3 结果与表征
  • 3.2 ZnS 量子点的制备与表征
  • 3.2.1 ZnS 量子点的制备
  • 3.2.2 ZnS 量子点的表征
  • 3O4/ZnS 纳米复合粒子的制备与表征'>3.3 Fe3O4/ZnS 纳米复合粒子的制备与表征
  • 3O4/ZnS 纳米复合粒子的制备'>3.3.1 Fe3O4/ZnS 纳米复合粒子的制备
  • 3O4/ZnS 纳米复合粒子的表征 缺 XRD 图谱'>3.3.2 Fe3O4/ZnS 纳米复合粒子的表征 缺 XRD 图谱
  • 3.4 本章小结
  • 论文工作总结
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表的论文
  • 参加的科研项目
  • 相关论文文献

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