基于Fe 3 O 4 @C磁性复合纳米粒子快速自组装制备三维光子晶体及其应用研究
发布时间：2021-04-11 08:11
基于磁性复合纳米粒子（MCNPs）自组装制备光子晶体是一种经典的光子晶体制备技术。MCNPs具有粒径小、磁性质特殊、表面易修饰等特点而适合作为光子晶体的构筑单元。光子晶体作为一种具有光子禁带的周期性电介质材料,具有独特的光学衍射行为和结构色特征,被广泛应用于诸多领域。因此,如何利用MCNPs快速自组装制备光子晶体并将其推向实际应用一直是人们研究的焦点。本文旨在合成MCNPs的基础上,探索一种有效的快速自组装手段构筑光子晶体结构,制备功能性光子晶体材料,并将其推向光学薄膜与传感器等实际应用领域。主要内容归纳如下:（1）利用溶剂热合成法制备了单分散的核壳结构碳包覆四氧化三铁磁性复合纳米粒子（Fe3O4@C MCNPs）,探究了反应温度和过氧化氢（H2O2）浓度对粒子尺寸、形貌的影响。实验发现,H2O2浓度主要影响粒子的壳层厚度和表面电荷量,随着H2O2浓度的增加,粒子壳层厚度减小,表面电荷量下降;反应温度主要与粒子粒...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe3O4@CMCNPs（S1）的TEM图
江南大学硕士学位论文Fe3O4@C MCNPs 的形成机理分析：如图 2-3 所示，在二茂铁分解过程中，Fe 原子在 H2O2的作用下首先被氧化形成小尺寸的氧化铁磁性纳米晶。一方面，随着反应的进行，反应体系中氧化铁浓度不断增大，直至形成氧化铁的过饱和溶液，此时，磁性纳米晶容易随着粒子间的聚集形成磁性纳米晶团簇结构[149]。另一方面，在茂基的分解过程中，产生含有共轭双键的大分子有机物，这些有机物通过化学键作用吸附在磁性纳米晶表面，利于磁性纳米晶聚集形成团簇结构[150,151]。接着，在高温环境下，大分子有机物分解成无定形碳，包裹在团簇外围，形成核壳结构，最终形成羧基功能化的Fe3O4@C MCNPs[79]。
O4@C MCNPs[79]。图 2-3 Fe3O4@C MCNPs 的形成机理图Figure 2-3 Formation mechanism of the Fe3O4@C MCNPs2 Fe3O4@C 磁性复合纳米粒子的磁性性能表征
【参考文献】：
期刊论文
[1]光子晶体水凝胶膜在多元生物分子检测中的应用[J]. 刘兆斌. 甘肃畜牧兽医. 2016(17)
[2]基于光子晶体技术的红外隐身材料研究进展[J]. 孟子晖,张连超,邱丽莉,薛敏,徐志斌. 兵工学报. 2016(08)
[3]Fe3O4磁性纳米复合材料的制备及载药性能[J]. 常娟娟,李波,刘文,王浩江,郭睿,董川,乔洁. 化工进展. 2016(S1)
[4]Fe3O4磁性纳米粒子的制备及其表面修饰[J]. 朱广谦,何青科,刘长庚,肖尚马,曾盈. 湖南师范大学自然科学学报. 2016(03)
[5]基于六角格子光子晶体波导的高效全光二极管设计[J]. 刘云凤,刘彬,何兴道,李淑静. 物理学报. 2016(06)
[6]疏水性光子晶体薄膜的制备及性能研究[J]. 李珩,徐朝华,周春健. 日用化学工业. 2015(11)
[7]光子晶体应用研究进展[J]. 闫刚印,王继刚. 中国材料进展. 2014(Z1)
[8]单分散Fe3O4@SiO2/Au复合纳米颗粒的制备[J]. 裴飞飞,尹剑波,赵晓鹏. 材料导报. 2014(12)
[9]Fe3O4@SiO2@CdTe磁性荧光复合微球的制备与表征[J]. 张礼松,王公正,莫润阳,叶明,李晓蒙. 光子学报. 2014(09)
[10]核-壳结构Fe3O4@C磁性纳米颗粒的制备及其结构表征[J]. 冯娟,李兴华,邓霞,王丽,薛德胜,彭勇. 电子显微学报. 2012(05)
博士论文
[1]功能化碳包覆磁性纳米复合材料的制备及其载释药性能[D]. 陈琳.太原理工大学 2015
[2]功能化磁性纳米材料的制备及其对水中污染物的去除[D]. 连丽丽.吉林大学 2014
[3]基于磁性纳米颗粒的功能化复合材料的制备及其吸附性能研究[D]. 邓小娟.天津大学 2014
[4]磁性氧化铁基纳米结构的构筑及其应用研究[D]. 刘瑞江.江苏大学 2013
[5]胶态光子晶体的磁诱导组装制备与应用研究[D]. 胡海波.中国科学技术大学 2013
[6]基于光子晶体的结构色纤维制备及其显色性能研究[D]. 刘志福.东华大学 2013
[7]新型磁性纳米材料的设计合成及固定化脂肪酶研究[D]. 朱浩.兰州大学 2013
[8]自由基本体聚合制备磁性聚合物纳米复合材料[D]. 钟务.兰州大学 2012
[9]Fe3O4微/纳米磁性材料的合成、自组装及其性能研究[D]. 王旭珍.大连理工大学 2012
[10]磁性纳米复合材料的制备与应用研究[D]. 娄蕾.华东师范大学 2012
硕士论文
[1]功能化磁性纳米粒子合成及对蛋白质分离方法学研究[D]. 刘亚婷.北京化工大学 2015
[2]蛋白石光子晶体结构色薄膜的研究[D]. 盖言成.陕西科技大学 2015
[3]Fe3O4@C复合微球的制备及其在电磁波吸收和电化学领域中的应用[D]. 刘文文.哈尔滨工业大学 2014
[4]锂离子电池负极材料Fe3O4@C的制备及其电化学性能研究[D]. 王彩霞.燕山大学 2014
[5]PMMA蛋白石结构光子晶体的制备及其双酚A分子印迹光子晶体传感器的构建[D]. 郭纯.华中农业大学 2012
[6]水热法合成超顺磁性Fe3O4及Fe3O4@C纳米粒子[D]. 刘国杰.大连理工大学 2011
[7]光子晶体波导特性及其应用的研究[D]. 李雷.电子科技大学 2011
[8]磁性复合纳米粒子的制备，性质及其应用研究[D]. 韩三阳.苏州大学 2010
[9]二维光子晶体的制备与表征[D]. 吴玮.华东师范大学 2010
[10]柠檬酸接枝改性聚乙烯醇（PVA）薄膜的制备和表征[D]. 赵劲彤.中北大学 2010
本文编号：3130899
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe3O4@CMCNPs（S1）的TEM图
江南大学硕士学位论文Fe3O4@C MCNPs 的形成机理分析：如图 2-3 所示，在二茂铁分解过程中，Fe 原子在 H2O2的作用下首先被氧化形成小尺寸的氧化铁磁性纳米晶。一方面，随着反应的进行，反应体系中氧化铁浓度不断增大，直至形成氧化铁的过饱和溶液，此时，磁性纳米晶容易随着粒子间的聚集形成磁性纳米晶团簇结构[149]。另一方面，在茂基的分解过程中，产生含有共轭双键的大分子有机物，这些有机物通过化学键作用吸附在磁性纳米晶表面，利于磁性纳米晶聚集形成团簇结构[150,151]。接着，在高温环境下，大分子有机物分解成无定形碳，包裹在团簇外围，形成核壳结构，最终形成羧基功能化的Fe3O4@C MCNPs[79]。
O4@C MCNPs[79]。图 2-3 Fe3O4@C MCNPs 的形成机理图Figure 2-3 Formation mechanism of the Fe3O4@C MCNPs2 Fe3O4@C 磁性复合纳米粒子的磁性性能表征
【参考文献】：
期刊论文
[1]光子晶体水凝胶膜在多元生物分子检测中的应用[J]. 刘兆斌. 甘肃畜牧兽医. 2016(17)
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[5]基于六角格子光子晶体波导的高效全光二极管设计[J]. 刘云凤,刘彬,何兴道,李淑静. 物理学报. 2016(06)
[6]疏水性光子晶体薄膜的制备及性能研究[J]. 李珩,徐朝华,周春健. 日用化学工业. 2015(11)
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[9]Fe3O4@SiO2@CdTe磁性荧光复合微球的制备与表征[J]. 张礼松,王公正,莫润阳,叶明,李晓蒙. 光子学报. 2014(09)
[10]核-壳结构Fe3O4@C磁性纳米颗粒的制备及其结构表征[J]. 冯娟,李兴华,邓霞,王丽,薛德胜,彭勇. 电子显微学报. 2012(05)
博士论文
[1]功能化碳包覆磁性纳米复合材料的制备及其载释药性能[D]. 陈琳.太原理工大学 2015
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[3]基于磁性纳米颗粒的功能化复合材料的制备及其吸附性能研究[D]. 邓小娟.天津大学 2014
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硕士论文
[1]功能化磁性纳米粒子合成及对蛋白质分离方法学研究[D]. 刘亚婷.北京化工大学 2015
[2]蛋白石光子晶体结构色薄膜的研究[D]. 盖言成.陕西科技大学 2015
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[10]柠檬酸接枝改性聚乙烯醇（PVA）薄膜的制备和表征[D]. 赵劲彤.中北大学 2010
本文编号：3130899
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