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磁性纳米颗粒Fe3O4的醇改性制备机理及应用

2021-08-16杨宏国牛慧斌田海林朴红光黄应平方艳芬

高等学校化学学报 2021年8期
关键词:改性

徐 艳,杨宏国,牛慧斌,田海林,朴红光,3,黄应平,方艳芬

(1.三峡大学生物与制药学院,2.理学院,3.三峡库区生态环境教育部工程研究中心,宜昌 443002)

四氧化三铁(Fe3O4)是一种经典的磁性纳米材料,因其良好的化学稳定性、较小的生物毒性以及低廉的价格等优势,可被广泛用于生物医学[1,2]、化工业[3,4]和环境治理[5,6]等领域.然而,由于Fe3O4纳米颗粒之间存在较强的磁偶极-偶极作用,会产生较高的表面能和磁性[7,8],导致Fe3O4纳米颗粒容易团聚,在溶液中分散性差,大大限制了Fe3O4纳米颗粒在众多领域,尤其是环境治理领域的广泛应用.因此,改善Fe3O4纳米颗粒的分散性具有重要的意义.

对Fe3O4纳米颗粒进行特定的表面功能基团改性[9],是提高其溶液中颗粒分散性的主要途径之一.表面修饰是一种常用的改性方法,通过在Fe3O4纳米颗粒表面添加有机物和无机物[10],使其表面形成惰性屏蔽[11]、或带上相同电荷[12,13]以及表面形成特定亲水基团[14,15]来提高纳米颗粒分散性.Javidparvar等[11]用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对Fe3O4进行表面修饰,由于APTMS表面会形成各种交联键,在Fe3O4纳米颗粒表面形成惰性的外部屏蔽层,有效阻碍了Fe3O4纳米颗粒间的磁偶极-偶极作用,提高了其在溶液中的分散性.Chen等[16]以纳米二氧化钛(TiO2)作为Fe3O4表面修饰剂,发现TiO2涂层表面存在大量正电荷,由于正电荷之间的斥力作用,阻止了纳米复合颗粒之间的团聚,有效提高了Fe3O4纳米颗粒在溶液中的分散性.此外,Lee等[17]使用灵芝提取物(GL)修饰还原氧化石墨烯基四氧化三铁(rGO-Fe3O4),由于……

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