Fe3O4纳米粒子表面磷酸胆碱酯仿生膜的制备及表征

论文摘要

本文采用表面引发原子转移自由基聚合（ATRP）方法,以2-甲基丙烯酸磷酸胆碱酯（MPC）为仿生修饰单体,2-溴异丁酰溴（BIBB）为引发剂,在Fe3O4纳米粒子表面制备了仿生修饰膜。采用热重分析（TGA）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）、Zeta电位等测试手段研究了仿生修饰后Fe3O4纳米粒子的结构和性能。利用一步非均相酯化反应,将引发剂BIBB成功接枝到Fe3O4纳米粒子表面,在傅立叶变换红外光谱（FT-IR）的1730cm-1处出现酯键振动吸收峰;引发剂接枝量约为0.565mmol/g;引发剂接枝对Fe3O4纳米粒子晶体结构无明显影响。Fe3O4纳米粒子表面通过氢键结合大量三甘醇分子形成空间位阻,使引发剂接枝密度呈梯度分布,外层接枝密度高于内层。采用表面引发原子转移自由基聚合方法,在Fe3O4纳米粒子表面制备了磷酸胆碱酯仿生膜。溶剂、引发剂浓度、单体浓度对仿生修饰Fe3O4纳米粒子形貌、大小均有显著影响。优化后确定合适的制备工艺条件是:引发剂Fe3O4-Br150mg,MPC单体摩尔量0.8mmol,溶剂无水甲醇。通过控制反应时间,实现了仿生修饰膜层厚度的可控生长。研究发现,仿生修饰后Fe3O4纳米粒子傅立叶变换红外光谱中出现明显的MPC特征峰;晶体结构未发生变化。仿生修饰膜层接枝密度从外到内逐渐降低。仿生修饰后Fe3O4纳米粒子表面呈电中性,静电斥力小,粒子分散性较修饰前略有下降,但在水溶液中仍能稳定存在,且具有良好的磁响应特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 磁性纳米粒子的生物医学应用
• 3O₄纳米粒子的表面修饰'>1.3 Fe₃O₄纳米粒子的表面修饰
• 1.4 磷酸胆碱基聚合物的特性及应用
• 1.5 原子转移自由基聚合
• 1.6 选题意义及主要研究内容
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 磷酸胆碱酯仿生膜制备
• 2.3 结构表征与性能测试
• 3O₄纳米粒子表面引发剂接枝及结构'>第3章 Fe₃O₄纳米粒子表面引发剂接枝及结构
• 3.1 引言
• 3O₄纳米粒子表面引发剂接枝'>3.2 Fe₃O₄纳米粒子表面引发剂接枝
• 3O₄纳米粒子结构'>3.3 引发剂接枝后Fe₃O₄纳米粒子结构
• 3.4 本章小结
• 3O₄纳米粒子表面磷酸胆碱酯仿生膜的制备与结构'>第4章 Fe₃O₄纳米粒子表面磷酸胆碱酯仿生膜的制备与结构
• 4.1 引言
• 3O₄纳米粒子表面仿生膜的制备'>4.2 Fe₃O₄纳米粒子表面仿生膜的制备
• 3O₄纳米粒子的形貌特征'>4.3 仿生修饰Fe₃O₄纳米粒子的形貌特征
• 3O₄纳米粒子的结构'>4.4 仿生修饰Fe₃O₄纳米粒子的结构
• 4.5 本章小结
• 3O₄纳米粒子性能'>第5章 磷酸胆碱酯仿生修饰Fe₃O₄纳米粒子性能
• 5.1 引言
• 5.2 胶体稳定性
• 5.3 等电位点和磁响应特性
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢