磁性介孔碳的粒径可控制备及弛豫性能

发布时间：2021-03-30 07:19

　　近年来,磁性介孔碳（MMCs）材料在医学成像、药物运输以及生物传感等领域呈现出良好的应用前景。运用晶体生长法,通过控制生长次数,合成60～330 nm范围内粒径可控的金属有机框架（MOFs）材料作为牺牲模板,于N₂氛围中以特定温度进行煅烧,成功制备出220～310 nm范围内对应粒径可控的MMCs。利用透射电镜、水合粒径、红外光谱、质子横向弛豫率来探讨其微观形貌、分散性、化学结构与官能团的改变以及弛豫性能。结果表明,煅烧后的MMCs质子横向弛豫率较煅烧前的MOFs前驱体提高了12～48倍,且不同粒径的MMCs质子横向弛豫率会随着粒径的增大而逐渐增大,平均粒径为310 nm的MMCs的横向弛豫率最大,为34.205 mM^-1·s^-1。 

【文章来源】：材料导报. 2020,34(22)北大核心EICSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

不同粒径的(a)MOFs和(b)MMCs的红外光谱图

不同生长次数MOFs前驱体的电镜图和水合粒径图:(a)第一次生长; (b)第二次生长; (c) 第三次生长; (d) 第四次生长; (e) 第五次生长; (f) 第六次生长

为获得粒径可控的MMCs,分别以六种不同粒径的MOFs前驱体为牺牲模板,于N2气氛、450 ℃下煅烧得到六种不同粒径的MMCs。通过透射电镜和水合粒径表征分析MMCs的微观形貌、粒径和分散性,结果如图3所示。煅烧后生成的MMCs较MOFs前驱体形貌发生了一定改变,材料的结构出现坍塌,棱角变得模糊,表面变得粗糙,材料由正八面体形转变为球形,且其粒径随着MOFs前驱体的生长次数增加逐渐增大。在煅烧后的MMCs中可观察到大量的纳米颗粒(粒径为310 nm的MMCs最为明显),说明煅烧过程中材料被氧化产生了铁氧化物纳米小颗粒。MMCs的水合粒径均基本呈正态分布,表明其分散性良好。图4是生长次数和MOFs前驱体、MMCs粒径大小的关系曲线,可以看出,MOFs前驱体和MMCs的粒径大小与生长次数呈正相关,即随着生长次数的增加,MOFs前驱体和MMCs粒径均逐渐增大。MMCs在一定程度上继承了MOFs前驱体的晶粒尺寸,粒径较小的MOFs前驱体煅烧后得到的MMCs平均粒径总体增大,这可能是由于煅烧过程中材料结构出现一定程度的瓦解,变得松散,且煅烧过程中产生了大量的铁氧化物,部分铁氧化物纳米颗粒附着在碳质结构表面,相互之间形成微小的空间[23-24],使得材料粒径增大。

【参考文献】：
期刊论文
[1]介孔碳的研究进展及应用[J]. 李鹏刚,王靖轩,郭飞飞,何昱轩,唐光贝,罗永明,朱文杰.  化工进展. 2018(01)



本文编号：3109122