磁性SiO2微球的制备及功能化应用开题报告

1. 研究目的与意义

纳米磁性粒子( nano-magnetic particles ,nmps) 是20 世纪70 年代后逐步产生并发展起来的一种应用前景广阔的新型磁性材料,由于其具有良好的磁响应性、粒径小、比表面积大、生物相容性好等优点而广泛地应用于生物技术各个领域,如细胞分离、靶向给药、免疫检测、蛋白质和核酸的分离纯化以及固定化酶等 。

其中二氧化硅磁性复合材料不但具有室温下超顺磁性的磁学性质，还具有良好的生物相容性，高的化学稳定性，大的比表面积，易于用硅烷偶联剂进行表面基团调控的特点,未经表面修饰的四氧化三铁纳米粒子亲水性差，易团聚，表面缺少活性基团，不能满足生物医学应用的要求。

首先通过制备出fe3o4纳米粒子，然后对磁性粒子外表面进行包覆sio2材料，并通过硅烷偶联剂将磁性sio2微球表面修饰成双键，再在外层包裹paa，测试其性能，并研究其功能化应用。

2. 国内外研究现状分析

单分散sio2纳米粒子的形成最早由kolbe等人于1956年首先发现，1968年stber和fiink重复了klobe的实验结果，首次进行了较为系统的条件研究，后来很多学者对单分散sio2的形成机理也进行了相关的研究，提出了不同的观点。1968年stber利用氨水催化正硅酸乙酯的方法合成出单分散性良好的二氧化硅纳米粒子球，由于其尺寸可控、表面易功能化，极大的开拓了二氧化硅材料的应用前景。几千年以前，磁性材料就已经应用于人们的生活之中，例如我们熟知的古代四大发明之一：指南针，采用的就是磁性材料。在现代科学技术的发展过程中，磁性材料已经拓展到了更多的技术领域。如磁性纳米颗粒组成的磁流体可应用于航空服的真空密封，也可以应用于扬声器中以缩小扬声器体积，增加功率，改善音质。电脑磁盘驱动电机，通讯行业中的微波器件，永磁电机等等采用的都是磁性材料。

[1] guoliang li, qin shi, s. j. yuan et al。alternating silica/polymer multilayer hybrid microspheres templates for double-shelled polymer and inorganic hollow microstructures[j]. chemistry of materials, 2010, 22：1309-1317。

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3. 研究的基本内容与计划

1、掌握磁性fe3o4粒子的制备方法。采用水热法制备fe3o4，反应原理：fe2 2fe3 8oh-= fe3o4 4h2o。将6.48g fecl36h2o和120ml乙二醇置于500ml三口圆底烧瓶中，搅拌30min。再加入10.8g醋酸钠搅拌1h，然后加入1.5g柠檬酸钠搅拌20min。之后置于反应釜中10h，设置温度200℃。磁分离，乙醇洗三遍，制得fe3o4纳米粒子。

2、掌握磁性sio2微球的制备方法。将200ml无水乙醇、50ml蒸馏水、12ml氨水和1.028gfe3o4，超声1h，然后加入3.5mlteos，搅拌混合均匀，磁铁沉淀离心，用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤数次，再用磁铁分离，即得。

3、了解微球的表面修饰方法及吸附实验所要制得的微球和吸附实验过程。用硅烷偶联剂对微球进行表面修饰，再在外层包裹paa进行碱性吸附实验。

4. 研究创新点

本论文磁性SiO2微球的制备实验装置相对简单，易操作，单分散性好,生物相容性好，应用范围广，合成工艺简单，重复利用率高。