多功能磁性纳米复合微球的制备与超声性能检测

发布时间：2020-07-21 19:06

【摘要】：磁性纳米粒子的化学性质不易改变,具有良好的磁特性以及生物相容性等特点,可以广泛用在吸附剂、涂料、催化剂以及生物传感、细胞追踪、磁共振成像(M RI)、靶向药物递送和癌症治疗等方面。高分子聚合物表面含有多种官能团并且具有亲水性,以N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)为单体的聚合物温敏材料,在生物传感、药物传输和生物大分子分离等许多领域具有潜在的应用前景而备受关注。然而,这样的高分子材料不具备磁响应性,将具有温度、PH敏感性等特殊高分子与磁性材料结合起来满足了人们探求新材料的欲望,因此,磁性高分子复合材料出现并得到了应用。复合材料具有高分子材料的很多特性和磁响应性,这就对与生物分子相结合带来更便利的条件,且推进了生物技术的发展。因此,具有磁性的高分子复合微球在生物传感、医疗及检测、磁性分离等生物医学领域具有非常重要的研究价值。随着雷达、电子对抗和声纳等科学技术的迅猛发展,吸波材料的应用日趋广泛,并且受到了越来越多科研工作者的重视,由单一材料制备而成的吸波材料很难满足厚度薄、质量轻、吸收频带宽的要求[1],高分子复合材料独特的粘弹性、易加工以及性价比高等特性使其作为吸波材料的研究具有非常重大的意义。本文通过修饰Fe3O4纳米粒子表面进而包覆N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)高分子材料得到PNIPAM@SiO2@Fe3O4磁性纳米复合材料,检测了该复合材料的超声特性。研究如下:(1)采用水热法制备了纳米Fe3O4微球,通过改进的Stober方法对磁性Fe3O4粒子进行SiO2包覆,成功得到SiO2@Fe3O4纳米磁性复合微球。(2)使用MPS化学试剂对SiO2@Fe3O4纳米磁性复合微球表面进行一定修饰,使其表面带有C=C,通过聚合反应得到PNIPAM@SiO2@Fe3O4磁性纳米复合材料。(3)明胶作为样品的固定材料,将明胶固体适当加热溶解,向明胶水溶液中加入PNIPAM@SiO2@Fe3O4磁性纳米复合微球,常温条件下,加入戊二醛待固化之后,对该复合凝胶材料的超声波性能进行了检测。分别使用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、红外光谱仪、振动样品磁强计热重分析仪等方法对以上复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明:复合材料结构具有较好的核壳结构、呈规则的球形、颗粒均匀分散,具有较好的形貌和良好的磁特性。使用5057PR超声波脉冲发射及接收器、超声检测探头(PANAME TRICSA126S)、数字示波器(DS1052E)等对复合微球的超声波性能进行了检测,结果表明复合材料对超声波具有明显的吸收作用,因此该复合材料可以应用于吸波、减震领域。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33;TB383.1
【图文】：

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包裹物均匀分布，是理想的配比微球，可以在其表面进一步修饰酶、蛋逡逑白质、抗菌素等，应用于生物医学等领域。逡逑图３－１邋ＰＮＩＰＡＭ＠Ｓｉ0２＠Ｆｅ３0４磁性纳米复合微球的ＳＥＭ照片逡逑Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｔｈｅ邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ＰＮＩＰＡＭ＠Ｓｉ0２＠Ｆｅ３0４邋ｍａｇｎｅｔｉｃ邋ｎａｎｏ逡逑ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ逡逑３．３．２邋ＰＮＩＰＡＭ＠Ｓｉ0２＠Ｆｅ３0４磁性纳米复合微球的ＴＥＭ表征逡逑如图３－２是ＮＩＰＡＭ含量不同的ＰＮＩＰＡＭ＠Ｓｉ０２＠Ｆｅ３0４磁性纳米复合微球的逡逑ＴＥＭ照片，图ａ－ｄ分别对应的是ＮＩＰＡＭ含量分别为０．０１２ｇ、０．０３ｇ、０．０６ｇ、０．０９ｇ逡逑的复合微球ＴＥＭ照片。从图中可以看出在Ｓｉ０２＠Ｆｅ３０４表面出现了均匀的包覆物，逡逑逦逡逑＃？邋嘴逡逑图３－２邋ＰＮＩＰＡＭ＠Ｓｉ0２＠Ｆｅ３0４磁性纳米复合微球的ＴＥＭ照片逡逑Ｆｉｇ．邋３－２邋Ｔｈｅ邋ＴＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ＰＮＩＰＡＭ＠Ｓｉ0２＠Ｆｅ３0４邋ｍａｇｎｅｔｉｃ邋ｎａｎｏ逡逑ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ逡逑２３逡逑

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【参考文献】

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1 张礼松;王公正;莫润阳;叶明;李晓蒙;;Fe_3O_4@SiO_2@CdTe磁性荧光复合微球的制备与表征[J];光子学报;2014年09期

2 王振东;姜楠;;软物质漫谈[J];力学与实践;2014年02期

3 李静萍;张立威;杨佳静;管振杰;张念;仝云霄;蔺潇;;超声波法对吸附Ni(Ⅱ)吸附剂的再生[J];材料保护;2014年01期

4 ;Sensitive biosensing strategy based on functional nanomaterials[J];Science China(Chemistry);2011年08期

5 杨磊;张长森;罗驹华;;无机-有机复合吸波材料研究进展[J];化工新型材料;2011年04期

6 丁玲;李曦;张超灿;;表面功能化聚苯乙烯磁性微球的制备及表征[J];化工新型材料;2010年10期

7 刘宏波;温绍国;王继虎;徐郑旭;陈慰祖;陈渊;郑鹏鹏;;无皂乳液聚合法制备Fe_3O_4@P(St-GMA)复合微球[J];化学学报;2010年18期

8 张换换;李明霞;李文飞;刘军海;;明胶的制备及其在日用化学品中的应用[J];中国洗涤用品工业;2010年03期

9 陆坤权;刘寄星;;软物质物理——物理学的新学科[J];物理;2009年07期

10 王晨;顾家琳;康飞宇;;吸波材料理论设计的研究进展[J];材料导报;2009年05期

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2 付融;四氧化三铁纳米复合粒子的制备[D];吉林大学;2011年

3 张义桃;高压处理对铁氧体吸波特性影响的研究[D];武汉理工大学;2008年

4 赵三团;高温吸波材料基体的研究[D];西北工业大学;2003年

本文编号：2764673