摘要：本文利用水热法制备了300nm和1μm长度的磁性纳米棒，分析了不同反应物、不同反应时间、不同反应物配比对产物形貌、晶相、和磁性的影响。实验结果表明：（1）不同的反应物可制备出外貌完全不同的纳米棒；（2）随反应时间增加，纳米棒的长度增长、宽度加大、磁性增强；（3）葡萄糖可以作为一种分散剂使用，葡萄糖越多则生成物的分散性越强，磁性却减弱；（4）制备过程中利用高温掉有机物后的产物表面出现气孔；而没有经过高温处理的产物表面光滑度不够，且表面有分层现象。本文的研究结果将为高性能磁性纳米棒的制备提供实验基础。

该论文有图39幅，表4个，参考文献27篇。

关键词：四氧化三铁  水热法  纳米棒

Preparation and Characterization of Fe3O4 Magnetic nanorods

Abstract ：In this paper, the magnetic nanorods at 300nm and 1μm length were prepared by hydrothermal method. The effects of different reactants, reaction time and reactants ratio on the morphology, crystal phase and magnetic properties were investigated. The results show that: (1) Different reactants can prepare different nanorods with different appearance. (2) The length, width and magnetic properties of nanorods increase with the increasing of reaction time.(3) Glucose can be used as a kind of dispersant, and with the increasing of the glucose, the dispersion of nanorods increase, while the magnetism of nanorods decline. (4) The surface of the nanorods will appear stomata when burning the organic matter at high temperature, while the smoothness of the nanorods surface is not enough without high temperature treatment, and the surface of nanorods are hierarchical. The results of this study will provide experimental basis for the preparation of high performance magnetic nanorods.

Key words:ferriferous oxide  hydrothermal method  magnetite nanorods

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

1 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2研究现状 1

1.3本文主要内容 4

2 300nm纳米棒的制备、表征及性质分析 5

2.1 300nm 纳米棒的制备 5

2.2 300nm纳米棒的表征 5

2.3 反应时间对性质的影响 8

2.4 葡萄糖浓度对性质的影响 11

2.5 本章小结 21

3 1μm纳米棒的制备、表征及性质分析 23

3.1 1μm纳米棒的制备 23

3.2 1μm纳米棒的表征 23

3.3 高温对磁纳米棒的影响 25

3.4 本章小结 28

4 总结与展望 29

4.1总结 29

4.2展望 29

参考文献 30

致谢 32

图清单

图序号 图名称 页码

图2-1 反应时间为12小时放大1万倍图像 6

图2-2 反应时间为12小时放大2.5万倍图像 6

图2-3 反应时间为12小时粒子统计图 6

图2-4 反应时间为6小时放大1万倍图像 7

图2-5 反应时间为6小时放大2.5万倍图像 7

图2-6 反应时间为6小时粒子统计图 7

图2-7 反应时间为6小时样品XRD图像 8

图2-8 反应时间为12小时样品XRD图像 9

图2-9 300nm不同反应时间样品磁性对比图1 9

图2-24 300nm加0.035g葡萄糖放大8万倍样品图像 16

图2-25 300nm加0.035g葡萄糖粒子统计图 16

图2-26 300nm加0.04g葡萄糖纳米放大1万倍图像 16

图3-1 去碳样品放大5000倍图像 22

图3-2 去碳样品放大3万倍图像 22

图3-3 去碳样品200粒子长度比例 22

图3-7 1μm含碳样品XRD元素图谱分析 25

图3-8 1μm去碳样品XRD元素图谱分析 25

表清单

表序号 表名称 页码

表2-1 粒子长度分析 8

表2-2 粒子宽度分析 8

表2-3 粒子长度分析 17

表3-1 粒子长度分析 25

1 绪论

1.1研究背景和意义

纳米技术为生命科学和健康医疗领域在分子及细胞水平上取得进展提供了技术标准。磁性纳米粒子是一种由铁、钴、镍等金属氧化物组成的磁性内核及包裹在磁性内核外的高分子聚合物/硅/羟基磷灰石壳层组成的处于纳米级的颗粒。最常见的核层是由具有超顺磁或铁磁性质的Fe3O4或γ-Fe2O3制成，具有磁导向性，在外加磁场作用下，可实现定向移动、方便定位和与介质分离[1]。磁性颗粒有三种分类，分别为20世纪60年代出现了第一代铁氧体颗粒——主要为У-Fe2O3、MeFe2O4和Fe3O4颗粒等；80年代出现了金属型颗粒主要有Fe、Co、Ni及其合金颗粒；90年代出现了氮化铁颗粒。磁性纳米粒子具备磁导向性、生物兼容性、小尺寸效应、表面效应、活性基团和一定的生物医学功能，兼具磁性粒子和高分子粒子的特性[2]。由于其独特的物理、化学特性，磁性纳米粒子进一步简化繁琐复杂的传统实验方法，缩短实验时间，是一种新型的高效率的试剂。目前，磁性纳米粒子在生物医药方面主要应用在磁性药物靶向、磁性分离、免疫分析、磁性转染、核酸/蛋白质/病毒/细菌等的检测、肿瘤热疗、核磁共振成像和传感器等。最近几年，纳米磁性材料因为其特殊性质，尤受关注，故研究特定形貌时的磁性纳米材料在药物运载以及细胞分离等方面的应用十分重要[1,3]。