磁性纳米粒子与荧光量子点复合颗粒制备与性能的研究
随着纳米科学技术的发展，科学工作者们已经成功制备出具有独特电、磁、光、热、生物、化学等性能的功能性纳米颗粒。这些功能性纳米颗粒对于生物、医学、电子、化学、材料等许多学科领域的发展具有重大意义，其中荧光量子点和磁性纳米材料因其优良的发光性能和磁学性能，在生物医学领域具有广泛应用。然而，随着科学技术的进一步发展，单一功能的材料已经不再满足人们对先进材料的需求，因此，如果将磁性和荧光相结合，集分离和标记功能于一体，通过一定的物理化学工艺制备出多功能磁性荧光纳米复合材料，使其可以作为荧光探针的同时，还具有良好的磁靶向性。基于此，本课题采用具有核磁共振造影剂作用的超顺磁性Fe3O4@SiO2为磁核提供磁性，以颜色可调、高发光效率的核壳结构的ZnSe@ZnS量子点提供荧光，通过微乳液法制备同时包埋磁性纳米粒子和荧光量子点的SiO2微粒，实现磁性荧光双功能复合。这种复合纳米材料不仅拓展了其生物医学应用潜力，还能有效克服磁性四氧化三铁纳米粒子易被氧化、量子点对周围环境的敏感性及生物毒性等问题，使两种纳米粒子的应用范围进一步扩大。此外，为了完善Fe3O4@SiO2磁性纳米粒子的性能，采用化学还原法在其表面沉积一层银单质，旨在制备出具有核壳结构的MNPs/Ag磁性粒子。将贵金属纳米材料覆盖到磁性纳米材料表面，可以大幅改良原磁性纳米颗粒的稳定性，同时其本身的独特性质也能结合到复合材料中，这可以一定程度上拓展纳米材料的实用性。银纳米颗粒在可见光区和近红外光区的等离子体共振特性使得银纳米颗粒具有较高的光催化性能、杀菌作用、表面增强光谱、光学性能等，同时相对于金属金、钮、铀而言，金属银的价格较低，因此磁性纳米粒子与贵金属Ag的复合具有研究价值。 本论文采用微乳液法制备磁性荧光双功能复合颗粒，以环己烷为连续相，TriotnⅩ-100为表面活性剂，正己醇为助活性剂，体积比为4∶1∶1时，可得到适于反应的微乳液，通过紫外吸收光谱和荧光光谱分析得到最佳制备工艺参数为:当量子点与磁性粒子的摩尔比为5∶1，TEOS和氨水的体积分数分别2.2％和3.2％，反应时间为24h时，所制备磁性荧光双功能复合颗粒的性能最好。制备的磁性荧光复合颗粒基本呈球形，粒径大小在70nm左右，稳定性良好，其抗光漂白性能相比于量子点有所增强，可放置很长一段时间，并且表现出良好的超顺磁性。 本论文采用微乳液法制备的Fe3O4@SiO2磁性粒子颗粒基本成球形，分散性良好，粒径大小在40nm左右。Fe3O4@SiO2磁性粒子表现出良好的超顺磁性，但比纯Fe3O4磁性粒子的性能有所降低。 本论文采用化学还原法在Fe3O4@SiO2磁性粒子表面沉积一层薄的Ag壳层，粒径大小改变不大，颗粒仍呈球形，分散性良好。MNPs/Ag磁性粒子表现出良好的超顺磁性，同时由于Ag壳层比较薄，其磁性能接近于Fe3O4@SiO2磁性粒子，并且Fe3O4@SiO2与AgNO3的摩尔比为1∶0.4时制备的MNPs/Ag中Ag的重量百分比较大为6.39。
复合纳米材料;荧光量子点;磁性纳米粒子;制备工艺;磁性能
济南大学
硕士
材料科学与工程
刘福田
2015
中文
TB383
60
2017-02-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）