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《兰州大学》 2010年
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核壳结构纳米功能复合材料的制备、结构及性能研究

卫秀成  
【摘要】: 纳米科技作为新兴前沿学科,将对社会未来发展产生重要影响,有望广泛应用于信息、能源、环保、医学、制造业及国防等领域。论文绪论从纳米科技入手,依次讨论了纳米材料、纳米复合材料与杂化材料、核壳结构纳米复合材料以及可溶性磁性纳米材料的特性及应用,在此基础上讨论了磁性发光核壳结构纳米复合材料在生物医学领域的潜在应用价值及其研究意义。 论文第二章,采用有机小分子化合物葡萄糖酸(GLA)做表面修饰剂,成功制备了高度水溶性的从Fe304到γ-Fe3O4系列磁性氧化铁纳米晶粉末,研究了这类结构与性能非常相近的物质的鉴别方法,确认了GLA在纳米晶表面的配位方式,解释了材料特殊的理化学性能。同时,采用廉价液体石蜡作为高温溶剂,利用油酸铁在高温溶剂中的热分解,成功制备了粒径约5 nm的油溶性磁性氧化铁。采用所制备的两类可溶性(水溶性与油溶性)磁性纳米粒子,利用两种反应体系(醇水体系与反相微乳液体系),各自成功制备了Fe3O4@SiO2核壳结构磁性纳米材料。醇水体系产物的核中包含多个磁性纳米粒子,反相微乳体系产物中,每个核只包含一个磁性纳米粒子。初步实现了核中包含磁性粒子数目的可控制备。 第三章,对一类与核壳结构非常相似的新型有机分子发光材料——树形分子发光材料的结构、特性及其在电致发光领域的应用进行了总结分析。为了获得高性能发光材料,制备了一种新的稀土元素Eu配位化合物[DMAP][Eu(TTA)4],研究了产物的单晶结构,确定了分子结构。对配合物固体粉末荧光光谱进行了研究,结果表明强红色荧光主要是5D0→7F2的电偶极子跃迁谱带。强激发带位于230-410 nm波长范围,已进入可见光的蓝紫波段,可望用于可见光激发发光领域。 第四章,探讨了制备适用于生物医学领域的高性能磁性发光纳米复合材料的设计原则。采用APTES对Fe3O4@SiO2表面进行了氨基化,然后将有机荧光试剂罗丹明B与氨基缩合,成功制备了核壳结构磁性发光纳米材料。发现氧化铁对发光材料发光性能影响很大,所制备的磁性发光材料在405 nm蓝紫激光激发下能发射罗丹明的黄光,但发光效率较低。这些成果,为进一步研究指明了方向。
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