氧化石墨烯基磁性纳米复合材料的制备、表征及应用

发布时间：2017-03-20 19:07

  本文关键词：氧化石墨烯基磁性纳米复合材料的制备、表征及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：纳米材料在生物医药、化学、物理等各个领域的广泛应用使得纳米技术的发展不断深入、壮大。磁性纳米更是超越了纳米的应用,展现出了比非磁性纳米更特殊的磁性特性,引起了科研工作者的广泛关注。与此同时,氧化石墨烯因其大比表面积、良好的水溶性及生物相容性、表面官能团丰富易于进行修饰等特性也成为了各个领域的研究热点。因此,结合磁性纳米材料与氧化石墨烯的固有优势制备得到的石墨烯基磁性纳米复合材料具有非常广泛的应用前景。本论文在上述研究背景下,针对石墨烯基磁性纳米复合材料的构建、表征及应用展开的研究内容简述如下:第一章:简单介绍了磁性纳米粒子、氧化石墨烯以及石墨烯基磁性纳米复合材料的性质、表面修饰及在生物、环境及催化领域的应用。第二章:利用原子尺度配位的方法,构建了具有有序孔状的Fe3O4-石墨烯三维框架材料,并将其用于对有机染料的选择性除去。第三章:利用原子尺度配位的方法,构建了具有序孔状的Fe3O4@Cu2-xS石墨烯三维框架材料,然后在该框架材料上负载上Pd纳米粒子,并将其用于光照下催化Ullmann自身偶联反应。第四章:在氧化石墨烯表面修饰上PEI分子以增加其生物相容性,然后配位上哑铃状的Au-Fe3O4纳米粒子以及叶酸分子,使得该复合材料不仅能用于磁共振成像还能靶向癌细胞。另一方面,利用氧化石墨烯与抗癌药物盐酸阿霉素的π-π堆积作用负载抗癌药物,使得其在癌细胞的酸性条件下达到药物缓释效果,并同时能用于对癌细胞的荧光检测,实现多模式检测癌细胞的目的。
【关键词】：磁性纳米粒子 Fe3O4纳米粒子 氧化石墨烯 染料 Fe3O4@Cu2-xS纳米粒子 Ullmann偶联反应 Au-Fe3O4纳米粒子 靶向癌细胞 药物缓释
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TB33
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-10
• 第一章 绪论10-32
• 1.1 磁性金属氧化物纳米的特征10-14
• 1.1.1 形貌10-11
• 1.1.2 表面修饰11-14
• 1.1.2.1 单体稳定剂修饰12-13
• 1.1.2.2 无机材料修饰13
• 1.1.2.3 聚合物修饰13-14
• 1.1.3 磁性纳米颗粒的其他性质14
• 1.2 磁性纳米材料的应用14-19
• 1.2.1 磁性纳米材料在生物中的应用15-16
• 1.2.2 磁性纳米材料在催化领域的应用16-18
• 1.2.3 磁性纳米材料在环境中的应用18-19
• 1.3 石墨烯简介19-20
• 1.4 氧化石墨烯基衍生物与复合物20-24
• 1.4.1 氧化石墨烯基复合材料的构建20-21
• 1.4.2 氧化石墨烯基复合材料的应用21-24
• 1.4.2.1 氧化石墨烯基复合材料在生物医药领域的应用22-23
• 1.4.2.2 氧化石墨烯基复合材料在催化领域的应用23-24
• 1.4.2.3 氧化石墨烯基复合材料在环境领域的应用24
• 1.5 论文选题和主要研究内容24-26
• 参考文献26-32
• 第二章 原子尺度配位法用于构建有序孔状的Fe_3O_4-石墨烯框架并将其对用于对染料的选择性除去32-55
• 2.1 引言32-33
• 2.2 实验试剂及仪器33-34
• 2.2.1 实验试剂33-34
• 2.2.2 实验仪器34
• 2.3 有序孔状石墨烯四氧化三铁三维框架材料的构建及其在染料吸附中的应用34-37
• 2.3.1 Fe_3O_4纳米粒子的制备35
• 2.3.3 GO-DPA的制备35-36
• 2.3.4 3D-MGFs的制备36
• 2.3.5 染料吸附试验36-37
• 2.4 结果与讨论37-50
• 2.4.1 Fe_3O_4纳米粒子的形貌特征37
• 2.4.2 GO共价结合Fe_3O_4纳米粒子前后的形貌变化37-38
• 2.4.3 3D-MGFs的BET分析38-39
• 2.4.4 3D-MGFs的XRD表征39
• 2.4.5 3D-MGFs的Raman表征39-40
• 2.4.6 3D-MGFs的XPS表征40-41
• 2.4.7 3D-MGFs的红外分析41-42
• 2.4.8 3D-MGFs的磁性分析42
• 2.4.9 3D-MGFs用于单一染料的吸附42-43
• 2.4.10 3D-MGFs用于染料吸附的等温吸附曲线43-44
• 2.4.11 3D-MGFs用于染料吸附的吸附模型44-45
• 2.4.12 3D-MGFs用于染料吸附的吸附动力学模型45-46
• 2.4.13 3D-MGFs用于混合染料的吸附46-48
• 2.4.14 3D-MGFs材料表面的电势分析48
• 2.4.15 3D-MGFs材料的循环性能研究48-49
• 2.4.16 3D-MGFs材料的吸附及解吸红外分析49-50
• 2.5 结论50-51
• 参考文献51-55
• 第三章 原子尺度配位法用于构建有序孔状的Fe_3O_4@Cu_(2-x)S/Pd-石墨烯框架并将其用于光催化Ullmann反应55-73
• 3.1 引言55-56
• 3.2 实验试剂及仪器56-57
• 3.2.1 实验试剂56
• 3.2.2 实验仪器56-57
• 3.3 GOF材料的制备57-59
• 3.3.1 Fe_3O_4纳米粒子的制备57
• 3.3.2 Fe_3O_4@Cu_(2-x)S纳米粒子的制备57
• 3.3.3 GO-DPA-Fe_3O_4@Cu_(2-x)S(3D-MGFs)的制备57-58
• 3.3.4 GOF的制备58
• 3.3.6 Ullmann催化偶联反应58-59
• 3.4 结果与讨论59-70
• 3.4.1 Fe_3O_4@Cu_(2-x)S纳米粒子的形貌59-60
• 3.4.2 3D-MGFs材料与GOF材料的TEM形貌特征60-61
• 3.4.3 3D-MGFs材料与GOF材料的SEM形貌特征61-62
• 3.4.4 Fe_3O_4@Cu_(2-x)S纳米的NIR图62
• 3.4.5 3D-MGFs及GOF材料的XRD表征62-63
• 3.4.6 3D-MGFs及GOF材料的Raman表征63-64
• 3.4.7 3D-MGFs及GOF材料的XPS表征64-66
• 3.4.8 GOF材料的磁性特征66
• 3.4.9 GOF及 3D-MGFs材料的红外表征66-67
• 3.4.10 GOF材料用于光催化Ullmann偶联反应的条件筛选67-68
• 3.4.11 GOF材料用于光催化Ullmann偶联反应68-69
• 3.4.12 GOF材料用于光催化Ullmann偶联反应的循环性能69-70
• 3.5 结论70-71
• 参考文献71-73
• 第四章 多模式成像功能石墨烯Au-Fe_3O_4磁性纳米复合材料的制备及其在药物运载方面的应用73-91
• 4.1 引言73-75
• 4.2 实验试剂及仪器75-76
• 4.2.1 实验试剂75
• 4.2.2 实验仪器75-76
• 4.3 FA-PEG-SH/Au-Fe_3O_4/DIB/PEI/GO磁性纳米复合材料的制备及其在药物运输方面的应用76-79
• 4.3.1 Au-Fe_3O_4纳米粒子的制备76-77
• 4.3.2 1a的制备77
• 4.3.3 1b的制备77
• 4.3.4 HS-PEG-NH_2(1d)的合成77
• 4.3.5 HS-PEG-NH-FA的合成77-78
• 4.3.6 1c的制备78
• 4.3.7 1d的制备78
• 4.3.8 药物释放试验78-79
• 4.4 结果与讨论79-86
• 4.4.1 Au-Fe_3O_4纳米粒子修饰于GO表面前后的形貌变化79-80
• 4.4.2 GO与GO-PEI的热重分析80
• 4.4.3 制备石墨烯基Au-Fe_3O_4磁性纳米复合材料过程中的红外分析80-81
• 4.4.4 Au-Fe_3O_4经修饰前后的磁性变化81-82
• 4.4.5 制备石墨烯基Au-Fe_3O_4磁性纳米复合材料及药物负载过程中的紫外分析82-83
• 4.4.6 DOX和SN38的浓度与紫外吸收的关系计算83
• 4.4.7 石墨烯基Au-Fe_3O_4磁性纳米复合材料对DOX的负载量83-84
• 4.4.8 石墨烯基Au-Fe_3O_4磁性纳米复合材料负载的DOX在不同pH条件下的释放84-85
• 4.4.9 石墨烯基Au-Fe_3O_4磁性纳米复合材料对SN38的负载量85-86
• 4.4.10 石墨烯基Au-Fe_3O_4磁性纳米复合材料负载的SN38在不同p H条件下的释放86
• 4.5 结论86-88
• 参考文献88-91
• 总结和展望91-93
• 一、论文总结91-92
• 二、工作展望92-93
• 附录93-102
• 在学期间研究成果与参与课题102-103
• 致谢103

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