單分散二氧化硅包裹四氧化三鐵磁性納米顆粒概述

【資料簡介】

單分散二氧化硅包裹四氧化三鐵磁性納米顆粒概述

在眾多磁性納米微粒中，四氧化三鐵顆粒是一種磁性強，生物相容性好的磁性材料，是生物醫學領域常用的磁性載體材料。Fe3O4納米顆粒在免疫檢測，生物*彈，DNA分離轉染，腫瘤基因治療的基因載體，體內藥物靶向投遞系統，體內控釋給藥系統等納米傳感器，生物催化以及醫學診斷方面都有著廣泛的應用。

盡管四氧化三鐵納米顆粒是一種熱門的磁性材料，但是，由于納米顆粒本身具有較大的表面積以及較高的表面能，再加上磁性顆粒之間存在偶極相互吸引作用的影響，因此較無磁性的納米顆粒更容易在分散液中發生團聚和沉降。在查閱了大量文獻的基礎上，發現在四氧化三鐵表面包覆上一些無機惰性材料（如二氧化硅，金等）或者有機高分子聚合物（如殼聚搪，聚苯乙烯，聚乙二醇等）可以使四氧化三鐵有效的分散在溶液體系中，提高分散穩定性，同時具有良好的水溶性或者油溶性。

一般而言，對四氧化三鐵的表面改性通常通過以下這兩種機理實驗：空間穩定機理與電荷穩定機理。（1）加入表面活性劑或者其他偶聯劑與四氧化三鐵表面發生化學吸附或者物理吸附，納米四氧化三鐵表面被包覆上表面活性劑分子或者偶聯劑分子，由于空間位阻效應，四氧化三鐵顆粒與顆粒之間被隔開，起到了分散穩定的作用。

（2）電荷穩定機理是通過加入帶電高分子或者選擇適當的電解質作為分散劑，使得納米四氧化三鐵表面通過物理或者化學吸附連接帶電離子，形成雙電層。這樣的結果就是四氧化三鐵表面的庫倫作用力大大增加，通過電性排斥，提高其在溶劑中的分散性。一般來說，此法常可用來制備水溶性的納米四氧化三鐵。檸檬酸鈉是一種常用的改性劑，通常用來對金屬氧化物或者金屬納米粒子進行表面改性。

Fe₃O₄@SiO₂納米粒子的制備方法：

1.利用經典的Stober法，在反應過程中，硅源經歷了一系列的水解、縮合反應。一般常用的硅源為正硅酸四乙酯（TEOS）。通過這種方法在超順磁性的四氧化三鐵表面包覆二氧化硅，研究表明，復合顆粒的尺寸取決于四氧化三鐵種子的濃度以及所采用的醇溶劑。納米顆粒的尺寸和種子的數目有密切的關系，少量的四氧化三鐵以及大分子量的醇可以反應得到比較大的納米顆粒。

2.通過硅酸鹽溶液的水解實現的，相比較于Stober法，這種方法得到的復合顆粒表面二氧化硅含量高。硅酸鹽水解法的反應過程容易控制，改變Fe₃O₄@SiO₂的比例，也可通過多次包覆來實現對直徑的調控。

3.微乳液法，微乳液中的膠束或者反膠束可以用來控制二氧化硅的厚度。

（微乳液法制備的Fe₃O₄@SiO₂TEM）

4.反相微乳液，即在微乳液中納米水核與油相的截面發生正硅酸乙酯的水解。

（反相微乳液法制備的納米顆粒的磁滯回線）

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