1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報(bào)告</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　磁性Fe3O4納米粒子的制備及其表面修飾研究</p><p>　　一、選題的背景、意義</p><p>　　隨著人類文明的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是能源開發(fā)、空間技術(shù)、

2、電子技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、傳感技術(shù)等高新技術(shù)領(lǐng)域的高速發(fā)展，元器件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)葘?duì)材料提出了新的需求[1]。再者隨著中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的傳統(tǒng)材料己經(jīng)難以滿足其需求，開發(fā)、利用高性能材料和新功能材料己經(jīng)成為共識(shí)。納米材料就應(yīng)運(yùn)而生，由于納米材料的界面組元所占比例大，納米顆粒表面原子比例高，與通常的多晶材料或者微粉完全不同，其表現(xiàn)出高的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧

3、道效應(yīng)，派生出傳統(tǒng)固體材料所不具備的許多特殊性質(zhì)[2-4]。 納米科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，讓磁性納米材料得到了長足的發(fā)展。近年來的磁性材料，在非晶態(tài)、稀土永磁化合物、超磁致伸縮、巨磁電阻等新材料相繼發(fā)現(xiàn)的同時(shí)，由于組織的微細(xì)化、晶體學(xué)方位的控制、薄膜化、超晶格等新技術(shù)的開發(fā)，其特性顯著提高。這些不僅對(duì)電子、信息產(chǎn)品等特性的飛躍提高作出了重大貢獻(xiàn)，而且成為新產(chǎn)品開發(fā)的原動(dòng)力。目前，磁性納米材料已成為支持并促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵材料。而磁性

4、Fe304納米粒子是納米材料中一類新穎的功能材料，</p><p>　　二、相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài) </p><p>　　(1)清華大學(xué)的王亭杰用硅烷偶聯(lián)劑KH一570對(duì)Fe3O4微粒表面進(jìn)行有機(jī)改性，有效地克服了納米粒子團(tuán)聚的缺陷并提高微粒與單體及其聚合物的親和性；</p><p>　　(2)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的曾桓興研究了單分子層油酸包覆Fe3O4微粒，制備出微

5、納米尺寸的Fe3O4復(fù)合超微粒子，可應(yīng)用于磁流體的開發(fā)；</p><p>　　(3)K.L等采用W/O型微乳液法制備了水溶性的Fe3O4納米顆粒，利用微乳液法把Fe3O4裝入了聚苯乙烯微膠囊，并對(duì)所制得的微球膠囊做了近一步的分析；</p><p>　　(4)Zeng等利用油包水型微乳液法，將含有FeCl3的NaBH4溶液與表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨作用制得Fe3O4納米顆粒，并用X射線

6、衍射、透射電子顯微鏡及熱差分析儀進(jìn)行了表征；</p><p>　　(5)Qi等人采用溶膠-凝膠法，以FeCl3?6H2O、乙醇及環(huán)氧丙烷在真空作用下，制備不同溫度下的磁性Fe3O4納米粒子，用熱差分析儀（TG-DTA）、X射線衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）對(duì)樣品進(jìn)行了表征；</p><p>　　(6) Lubbe等人對(duì)十四位實(shí)體瘤病人進(jìn)行了磁性藥物載體材

7、料的臨床試驗(yàn)，在磁性納米粒子的表面負(fù)載阿霉素進(jìn)行定位治療，取得了較好的預(yù)期目的，通過磁共振技術(shù)、藥動(dòng)學(xué)與組織檢查，表明過半的病人身上磁性納米材料成功地靶向輸送到了腫瘤部位，而且沒產(chǎn)生任何毒副作用，是一種新型的靶向化療劑；</p><p>　　(7) Gai等在Fe3O4表面通過乙二醇及TEOS進(jìn)行修飾，利用X射線衍射、光電子能譜、紅外光譜及透射電子顯微鏡對(duì)磁性復(fù)合微球進(jìn)行表征，并對(duì)大腸桿菌質(zhì)粒DNA純化α細(xì)胞進(jìn)行

8、了吸附測試；(8) Pislaru-Danescu等人用共沉淀法以Fe2+:Fe3+摩爾比為1:2，氫氧化鈉作沉淀劑制備了Fe3O4磁性納米粒子，用DebyeScherrer公式確定為其納米粒徑為14納米；并對(duì)其介電常數(shù)和阻抗進(jìn)行測定；</p><p>　　(9) Abareshi等人利用共沉淀法以氨水作沉淀劑，改變溫度、pH值等條件下制得不同的Fe3O4磁性納米粒子，并用X射線衍射、傅里葉紅外光譜、透射電子顯

9、微鏡和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)對(duì)樣品進(jìn)行表征；</p><p>　　(10) Liu等利用乙酰丙酮鐵（Fe(acac)3）、辛醚、1,2-十六烷二醇及聚乙烯吡咯烷酮在高溫作用下合成了Fe3O4磁性納米粒子[11-16]。</p><p>　　三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、難點(diǎn)及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p>　　1.研究內(nèi)容：Fe3O4磁性納米微球的制備及

10、表面修飾研究</p><p>　　2.研究方法（技術(shù)路線）：本課題準(zhǔn)備通過XRD、SEM、TEM、紫外可見分光光度計(jì)、紅外光譜等表征手段對(duì)產(chǎn)物的晶相結(jié)構(gòu)、形貌和納米尺度進(jìn)行表征；在多種功能單體中，選擇出與模板分子結(jié)合最好的單體；探討不同條件下，所得磁性納米材料結(jié)構(gòu)、活性的影響。</p><p>　　3.難點(diǎn)：因?yàn)閷儆谛屡d科技，其研究并沒有十分完善，在尋找資料和評(píng)判自己實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否時(shí)須

11、進(jìn)行多資料的綜合考慮。4.預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)：</p><p>　?、倜鞔_Fe3O4復(fù)合磁性納米粒子的具體制備過程</p><p>　?、谂逶趶?fù)合磁性粒子上進(jìn)行表面修飾的影響因素，優(yōu)化出最佳條件。</p><p>　　四、論文詳細(xì)工作進(jìn)度和安排</p><p>　　(1)2010年9月～2011年1月：準(zhǔn)備階段</p><

12、p>　　①收集資料，查找國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)</p><p><b>　　②培養(yǎng)研究思路</b></p><p>　?、刍趯?shí)際情況，擬定實(shí)驗(yàn)方案</p><p>　　(2)2011年3月～2011年 4月：實(shí)驗(yàn)階段</p><p>　　以合成的Fe3O4磁性微米或納米粒子為載體，合成表面包覆聚合物的核-殼結(jié)構(gòu)磁性材料。

13、針對(duì)不同種類食品添加劑的性質(zhì)，在核-殼結(jié)構(gòu)磁性材料表面進(jìn)行化學(xué)改性，并進(jìn)一步優(yōu)化制備條件，建立一套較完善的制備具有不同功能化固相萃取磁性粒子的方法。</p><p>　　(3)2011年4月～2011年5月：檢測階段</p><p>　　通過磁性測量、X－射線衍射、透射電鏡、掃描電鏡、紅外光譜等技術(shù)對(duì)上述功能化磁性粒子的磁性、結(jié)構(gòu)形態(tài)、組成等進(jìn)行表征。</p><p&g

14、t;　　(4)2011年 5月～2011年6 月：論文的總結(jié)階段。</p><p>　　總結(jié)歸納，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，發(fā)表論文，并完成論文撰寫。</p><p><b>　　五、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉獻(xiàn)明.微納米鐵氧體和過渡金屬氧化物的化學(xué)制備及磁性能研究，中國科學(xué)院研究生院博士學(xué)位論文，北京，20

15、06年，1</p><p>　　[2] 秦潤華，姜煒，劉紅纓等．納米磁性四氧化三鐵的制備和表征[J]．材料導(dǎo)報(bào)．2003年，17：66—68</p><p>　　[3] 馬文哲，錢雪峰，印杰，等．空心超順磁性Fe3O4．納米微球的制備與表征[J]．無機(jī)材料學(xué)報(bào)．2004年，19：1407—1410</p><p>　　[4] Liu J . F , Zhao Z .

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20、iety.2002年,124(28):8204～8205</p><p>　　[11]宮建國，張清杰，多元醇法制備納米Fe304及其靜磁性能的研究，功能材料，2006年，37(12)：2001．2002</p><p>　　[12]高道江，王建華，磁流體制備技術(shù)的現(xiàn)狀與展望，磁性材料及器件，1998年，29(2)：20-23</p><p>　　[13]翁興園，磁流

21、體技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀及未來，磁性材料及器件，1998年，29(6)：35—39．</p><p>　　[14]樊紅雷，單分散氧化鐵的控制合成及其物化性質(zhì)研究，中國科學(xué)院研究生院博士學(xué)位論文，北京，2005年，15</p><p>　　[15]王翠英，陳祖耀，程彬等，金屬鐵納米粒子的液相制備，表面修飾及其結(jié)構(gòu)表征，化學(xué)物理學(xué)報(bào)，1999年，1 2(6)：670．674</p>