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《天津大学》 2010年
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磁场作用下Fe_3O4_及Fe_3O_4/壳聚糖复合材料的制备

吴潜  
【摘要】:为了研究外磁场对磁性纳米材料制备的影响,本文选取生物相容性良好的Fe_3O_4和壳聚糖为研究对象,在不同磁场条件下制备磁性纳米粒子和磁性纳米复合材料,并对产品的结构和性质进行表征和分析,具体研究内容为: 1)在0 T、0.25 T、0.45 T不同磁场中利用Massart水解法制备Fe_3O_4纳米粒子。结果表明:0 T下,粒子呈球状;磁感应强度达到0.25 T和0.45 T后,粒子沿一定晶面定向生长为一维棒状结构,且结晶度有所提高,比表面积减小。所有产品都表现出超顺磁性;较0 T下所得Fe_3O_4纳米粒子,0.25 T与0.45 T下制得的粒子饱和磁化强度分别增加0.28倍和1.14倍,剩余磁化强度分别增加13.48倍和14.10倍,矫顽力都增加1.45倍。 2)将Fe3+与Fe2+预先均匀分散于壳聚糖乙酸溶液,在0 T、0.25 T、0.45 T不同磁场中利用一步法制备Fe_3O_4/壳聚糖复合材料。结果表明:Fe_3O_4与壳聚糖之间存在化学键作用,并形成稳定的核/壳结构。在壳聚糖环境中,外磁场诱导Fe_3O_4纳米粒子沿一定晶面定向生长,生成链状或棒状颗粒,导致比表面积减小。0 T、0.25 T、0.45 T不同磁场条件下制得的Fe_3O_4/壳聚糖复合材料都表现出超顺磁性,但其相关磁性参数并无太大差别。 3)预先制备Fe_3O_4纳米粒子,然后再包埋于壳聚糖中,在0 T、0.25 T、0.45 T不同磁场中利用两步法制备Fe_3O_4/壳聚糖复合材料。在戊二醛交联的过程中引入外磁场,Fe_3O_4粒子本身形貌未发生明显变化,未出现一步法中链状或棒状颗粒,但是大量Fe_3O_4/壳聚糖粒子定向聚集排列,呈现出“纤维束”状结构。本文根据晶体生长理论,较为系统的分析了磁场作用下Fe_3O_4纳米晶体的生长机理,以及一维纳米结构的成形机制,并以此为依据,对实验现象和实验结果进行了合理的解释。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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