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1. 研究目的与意义(文献综述)
磁性纳米颗粒既具有一般纳米材料的性质,也具有独特的物理化学性质,在诸多领域具有广泛应用,如磁流体、催化、生物科技、信息存储、核磁共振成像、靶向载药等。在过渡金属元素中,fe元素是最普遍存在的,并且在地壳中的含量占第四位,储量丰富,也与日常生活息息相关。在铁磁材料中,室温下铁系纳米颗粒(主要是磁性氧化铁纳米铁颗粒fe3o4和γ-fe2o3)具有较高的饱和磁化强度,当粒径小于20 nm时表现出超顺磁性,在高磁场下可以稳定存在,可广泛用于药物靶向载体、热疗、磁共振(mri) 造影剂等领域。
除了优异的超顺磁性,铁系纳米颗粒还具有类过氧化氢酶和过氧化物酶催化活性。具备良好的化学稳定性、磁响应性及生物相容性,并且制备相对简单,除此之外铁系纳米粒子还具有“纳米酶”活性,和天然酶相比,具有生产成本低廉、性质稳定、对外界环境耐受能力强、酶样催化活性易于调节、独特超顺磁性便于富集底物以及可回收循环使用等优点,常用于催化、肿瘤化疗等领域。近年来引起了国内外许多研究者的关注。
制备铁系纳米颗粒的方法有物理方法和化学方法两大类,用物理方法制备的纳米颗粒粒径大小不一、形貌各异且容易被氧化,不利于生物医学的应用。相比于物理方法,化学方法制备能精准控制纳米颗粒的合成,且制备过程简易,主要的化学方法有水热法、溶胶-凝胶法、化学共沉淀法、微乳液法和高温热分解法等。虽然这些制备方法都有其优点; 但是它们还是存在一定的缺点,因而这些方法的应用受到了不同程度的限制。比如溶胶-凝胶法合成铁系纳米粒子的粒径小和粒径分布均匀等优点,但是还存在成本高和工艺流程复杂等缺点; 共沉淀法具有成本低、操作简单及反应时间短等优点,但是它还存在合成的纳米粒子粒径分布范围宽、结晶度差和磁响应弱等缺点。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
铁系纳米颗粒作为一种重要的磁性纳米颗粒不仅在磁记录材料、细胞和蛋白的标记与分离、磁共振、靶向递送等领域有着重要的应用,它作为一种“纳米酶”也可用于催化、肿瘤化疗等领域。本论文重点关注铁系纳米颗粒的双酶催化活性,通过文献查阅调研铁系纳米颗粒双酶催化领域的研究现状,对其双酶催化活性的影响因素进行归纳总结,阐明铁系纳米颗粒的结构与组成对催化活性的影响规律,为制备具有高双酶催化活性的铁系纳米颗粒奠定基础。
2.2 研究目标
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。完成开题报告;第4-8周:深入开展中外文献学习与分析,完成铁系纳米颗粒双酶活性的文献调研;
第9-12周:结合调研分析,完成新的具有高催化活性的铁系纳米颗粒的设计,对设计方案进行分析和总结;
第13-14周:总结分析,完成并修改毕业论文。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 罗成, 李艳, 龙建纲. 四氧化三铁纳米颗粒过氧化物酶样活性的应用[j]. 科学通报, 2015,60(35): 3478-3488.
[2] 杨文清. 高性能磁性fe3o4纳米晶制备研究[d]. 东南大学, 2015.
[3] 向晨阳. 四氧化三铁多功能磁性纳米颗粒的制备及其核磁共振成像应用[d]. 湖北大学, 2018.
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