羟基修饰的磁性纳米Fe3O4负载钯催化剂的合成

磁性Fe3O4纳米粒子的合成及表征郑举功;陈泉水;杨婷【期刊名称】《磁性材料及器件》【年(卷),期】2008(39)6【摘要】纳米Fe3O4是一种多功能磁性材料.用水解法制备Fe3O4纳米颗粒,产物特性的主要影响因素有熟化温度﹑Fe2+与Fe3+的摩尔比和滴定终点的pH值.用正交实验确定适宜的工艺条件,Fe2+与Fe3+的摩尔比为1:1.75,恒温熟化温度为80℃,滴定终点的pH值=11,在此条件下可合成粒径分布在0.1μm以下占95.53%磁性Fe3O4纳米粉体.采用X射线衍射仪(XRD) 、透射电镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)对优化实验产物的分析表明,所制备的纳米粒子属单相立方晶型,平均粒径为56nm,纯度高,具有超顺磁性.【总页数】4页(P36-39)【作者】郑举功;陈泉水;杨婷【作者单位】东华理工大学,材料科学与工程系,江西抚州,344000;东华理工大学,核资源与环境教育部重点实验室,江西南昌,330013;东华理工大学,材料科学与工程系,江西抚州,344000;东华理工大学,核资源与环境教育部重点实验室,江西南昌,330013;东华理工大学,材料科学与工程系,江西抚州,344000【正文语种】中文【中图分类】TB383;TM27【相关文献】1.KH-570改性后磁性Fe3O4纳米粒子的性能表征 [J], 谷峪;白娣斯;石小阁;邓晓臣2.超顺磁性Fe3O4纳米粒子化学合成及生物医学应用进展 [J], 宋新峰;孙汉文;吴静;刘晓迪;马真杰;庄婷婷3.表面氨基化磁性Fe3O4纳米粒子合成与表征 [J], 贺全国;吴伟;林琳4.超顺磁性Fe3O4纳米粒子的制备和表征 [J], 文德;刘妙丽;李强林5.P(AA-co-MPC)修饰超顺磁性Fe3O4纳米粒子的制备与表征 [J], 桑冀蒙;李学平;赵瑾;侯信;原续波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米Fe_(3)O_(4)的制备及其催化的非均相Fenton高效降解
亚甲基蓝
杨鹏辉;敬思怡;张静蕾;春炜龙;高雨如;杨菲
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2022(51)6
【摘要】通过易于工业化的共沉淀法制备了纳米Fe_(3)O_(4)非均相Fenton催化剂,用粉末X射线衍射和红外光谱对催化剂进行了表征。

考察了H_(2)O_(2)加量和pH值对纳米Fe_(3)O_(4)催化的非均相Fenton氧化降解亚甲基蓝效果的影响及催化剂的稳定性,讨论了反应机理。

结果表明,该催化剂可高效催化H_(2)O_(2)降解染料废水,H_(2)O_(2)用量少,pH适应范围广,效果好。

催化剂在实验条件下溶出率小,稳定性好,循环使用5次,亚甲基蓝去除率仍可达到90%以上。

降解反应以纳米Fe_(3)O_(4)表面上的非均相Fenton氧化反应为主。

【总页数】4页(P1705-1708)
【作者】杨鹏辉;敬思怡;张静蕾;春炜龙;高雨如;杨菲
【作者单位】西安石油大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ138.11;TQ426;X703.1
【相关文献】
1.非均相UV/Fenton光催化降解亚甲基蓝染料废水
2.非均相Fenton催化剂
Fe3O4降解亚甲基蓝3.Fe3O4@SiO2微球作为非均相Fenton催化剂结合超声降
解亚甲基蓝模拟废水4.非均相类Fenton纳米催化剂α-Fe2O3-Co3O4的制备及降解亚甲基蓝模拟废水研究5.磁性非均相Fe_(3)O_(4)/Si-FeOOH复合材料催化降解处理亚甲基蓝废水
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超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束的制备与磁靶向载药体系性能研究一、概述随着医学领域的深入发展，癌症治疗已成为当代医学面临的重大挑战之一。

尽管传统的手术、放疗和化疗等手段在一定程度上能够控制病情，但其对正常细胞的损伤以及药物的非特异性分布等问题仍亟待解决。

探索新型的、具有靶向性的药物传输体系成为了当前的研究热点。

超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束作为一种新型的磁靶向载药体系，因其独特的磁响应性和生物相容性，在肿瘤治疗中显示出巨大的潜力。

超顺磁性Fe3O4纳米粒子，作为一种重要的磁性材料，具有优异的磁响应性能，能够在外部磁场的作用下实现定向移动。

与此其超顺磁性质使得粒子在去除外部磁场后能够迅速失去磁性，从而避免了对生物体的潜在危害。

将Fe3O4纳米粒子与聚合物载药胶束相结合，不仅可以实现药物的靶向输送，还能通过调控聚合物的性质和结构，优化药物在体内的释放行为。

本研究旨在制备具有优良磁靶向性能的超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束，并对其性能进行深入研究。

我们将通过化学合成法制备出粒径均匀、磁性能稳定的Fe3O4纳米粒子。

利用聚合物反应合成不同分子量的嵌段聚合物，并通过适当的方法将Fe3O4纳米粒子与聚合物相结合，形成稳定的磁性聚合物载药胶束。

在此基础上，我们将进一步探讨载药胶束的制备工艺、药物释放行为以及磁靶向性能等关键问题。

通过本研究的开展，我们期望能够为磁靶向载药体系的设计和优化提供新的思路和方法，为癌症等重大疾病的治疗提供更为安全、有效的药物传输手段。

我们也期望通过本研究的成果，推动磁性纳米材料在生物医学领域的广泛应用，为人类的健康事业做出更大的贡献。

1. 介绍药物传输系统的重要性及磁靶向载药体系的研究背景在现代医学领域，药物传输系统的重要性日益凸显。

药物传输系统不仅关乎药物的治疗效果，更直接影响患者的生存质量。

一个高效、精准的药物传输系统能够确保药物准确到达病灶部位，发挥最大的治疗作用，同时减少药物在非病灶部位的分布，从而降低副作用，提高患者的生活质量。

毕业论文开题报告环境工程磁性Fe3O4纳米粒子的制备及其表面修饰研究一、选题的背景、意义随着人类文明的不断进步和科学技术的飞速发展，特别是能源开发、空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、传感技术等高新技术领域的高速发展，元器件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料提出了新的需求[1]。

再者随着中国工业经济的飞速发展，现有的传统材料己经难以满足其需求，开发、利用高性能材料和新功能材料己经成为共识。

纳米材料就应运而生，由于纳米材料的界面组元所占比例大，纳米颗粒表面原子比例高，与通常的多晶材料或者微粉完全不同，其表现出高的表面效应、体积效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质[2-4]。

纳米科学技术的快速发展，让磁性纳米材料得到了长足的发展。

近年来的磁性材料，在非晶态、稀土永磁化合物、超磁致伸缩、巨磁电阻等新材料相继发现的同时，由于组织的微细化、晶体学方位的控制、薄膜化、超晶格等新技术的开发，其特性显著提高。

这些不仅对电子、信息产品等特性的飞跃提高作出了重大贡献，而且成为新产品开发的原动力。

目前，磁性纳米材料已成为支持并促进社会发展的关键材料。

而磁性Fe304纳米粒子是纳米材料中一类新颖的功能材料，四氧化三铁的化学稳定性好，原料易得，价格便宜，广泛用于涂料、油墨等领域[5-7]。

四氧化三铁纳米粒子的磁性比大块本体材料的强许多倍，当四氧化三铁纳米粒子的粒径d<16nm，具有超顺磁性。

磁性四氧化三铁纳米粒子磁性能好，用于优质磁记录材料的制备，同时是制备α-Fe203等重要磁记录材料的中间体，还可作为微波吸收材料及催化剂。

近年来，四氧化三铁纳米粒子具有良好的磁性，在生物医学方面表现出潜在的广泛用途，如磁性四氧化三铁纳米粒子可作为药物的主要载体进行靶向给药，也可用于细胞及DNA的分离等，成为倍受关注的研究热点。

表面化学修饰法是指通过纳米表面与改性剂之间进行化学反应，改变纳米微粒的表面结构和状态，以达到表面改性的目的。

2011年第69卷化学学报V ol. 69, 2011第9期, 1060～1064 ACTA CHIMICA SINICA No. 9, 1060～1064jlyao@*E-mail:Received August 18, 2010; revised December 7, 2010; accepted January 14, 2011.国家自然科学基金(Nos. 21073128, 20973120)资助项目.No. 9 郭清华等：Fe3O4@C/Pt复合纳米粒子的原位合成及其催化性质的研究1061催化氧化还原的性能提高. 而碳材料在磁性Fe3O4纳米粒子外的包裹, 不仅能提高内核的稳定性和粒子的生物兼容性, 其表面富含的羟基、醛基等官能团使磁性材料的进一步修饰更加简便易行.Pt族纳米粒子作为高效金属催化剂一直受到人们的广泛关注. 被广泛用于烃类的催化重整、加氢/脱氢、选择性氧化、尾气处理等过程. 在电化学中, 它们是应用最广泛的电催化材料, 是质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直接醇类燃料电池(DAFC)难以取代的催化剂[13]. 但由于Pt族金属资源匮乏、价格昂贵, 如何进一步提高铂族金属纳米材料的催化活性、稳定性和利用效率一直是氢能源和相关领域的关键问题.本工作利用原位还原的方法, 将Pt纳米粒子修饰于C层包裹的磁性纳米粒子上, 利用磁性内核与Pt间的作用提高Pt的催化效率, 研究了其催化还原硝基苯酚的能力以及催化剂的循环利用的可能性.1 实验部分1.1 试剂与仪器氯铂酸(H2PtCl6•4H2O), 葡萄糖(C6H12O6), 氯化铁(FeCl3•6H2O)均为分析纯. 所用溶液采用Milli-Q超纯水配制. UV-vis吸收光谱在北京普析TU-1810紫外光谱仪上测定. 形貌测定采用日本日立公司S-4700型扫描电子显微镜和荷兰FEI公司TEcnaiG20型高分辨透射电子显微镜. 拉曼光谱实验采用法国Jobin Yvon公司的HR800型拉曼光谱仪. 激光光源为氦-氖离子激光器, 波长为632.8 nm.1.2 实验过程1.2.1 纳米粒子的制备(a) Fe3O4纳米粒子的制备: 参照文献[14]的方法, 将0.65 g FeCl3和0.2 g柠檬酸钠溶于20 mL乙二醇中, 加入1.2 g醋酸钠. 搅拌30 min后, 将混合溶液转入50 mL高压反应釜中, 保持200 ℃下10 h.(b) Fe3O4@C的制备: 将上述制备的Fe3O4分散于0.1 mol•L－1 HNO3中, 超声10 min后, 磁分离, 洗涤3次后将其分散于0.5 mol•L－1葡萄糖溶液中, 转入反应釜中, 保持160 4 h.℃磁分离, 水洗涤3次, 最后分散于20 mL水中.(c) Fe3O4@C/Pt的制备: 取上述10 mL Fe3O4@C的水分散溶液, 回流5 min后, 向其中迅速加入3.2 mL 5 mmol•L－1H2PtCl6水溶液, 回流20 min, 洗涤后重新分散于5 mL H2O中, 采用AES测量其Pt含量为106.7 mg/L. 1.2.2 催化性质的测量采用硼氢化钠还原对硝基苯酚(4-NP)作为模型反应来测量粒子的催化活性. 将0.03 mL 0.01 mol• L－1 4-NP 以及0.2 mL 0.1 mol•L－1 NaBH4, 2.5 mL H2O加入到比色皿中, 混合均匀后, 加入0.1 mL所制备的纳米粒子. 采用紫外-可见光谱监测其催化效率. 根据测量计算, 将Pt的总浓度相同的2 nm Pt纳米粒子加入到相同的溶液中对比研究催化效率. 在催化剂循环测试中, 由于每次磁吸均会造成一定的损失, 因此在起始阶段提高催化剂用量为上述的2倍左右, 保证首次在5 min内转化完成.2 结果与讨论2.1 纳米粒子形貌表征图1为Fe3O4以及Fe3O4@C纳米粒子的SEM图. 由图可见, 粒子呈球状, 均一性及分散性良好. Fe3O4纳米粒子表面较为粗糙, 包覆C层以后, 趋于平滑, 毛刺结构被C层填平. 高温高压下合成的Fe3O4粒子的结晶度较大, 因而具有较强磁性. 由于在Fe3O4粒子表面直接修饰其他金属纳米粒子相对较为困难, 且限制了其在电化学中的应用(少量修饰的金属纳米粒子不能形成良好的壳层, 因此复合粒子的导电性较差), 为此设想在其外层包裹一层具有较好导电性的C层, 一方面保持内核的较强的磁性, 另一方面便于外层的修饰和功能化.图1Fe3O4 (A)以及Fe3O4@C (B)纳米粒子的SEM图Figure 1 SEM images of Fe3O4 nanoparticles (A) and Fe3O4@C nanoparticles (B)1062化 学 学 报 V ol. 69, 2011图2为Fe 3O 4以及Fe 3O 4@C 纳米粒子的TEM 图, 由图可见, 所制备的Fe 3O 4纳米粒子的直径约为200 nm. 包覆C 后粒子直径增大为210 nm 左右, 说明C 层的平均厚度约5 nm(图2B 插图). 内核纳米粒子的尺寸大小影响其磁性的强弱. 图3A 的Fe 3O 4@C 纳米粒子的红外图谱进一步有力的证明了C 层的包裹. 葡萄糖作为C 源先后经历脱水、聚合以及碳化等几个重要过程, 而1629及1708 cm －1处出现的峰为C ＝C 振动和葡萄糖聚合后未完全碳化而残余的CHO 官能团中的C ＝O 振动[15]. Raman 光谱也检测到了位于1326以及1579 cm －1附近可归属为无定形C 的光谱特征(如图3B 所示), 由此说明C 层已经成功包裹到磁性内核表面, 并且根据酸性溶液中电化学研究结果, 包裹C 层后其Fe(II)/Fe(III)氧化还原峰消失, 说明C 层完全包裹表面, 针孔效应可忽略. C 层的包覆不仅可以改善Fe 3O 4纳米粒子的分散性及稳定性, 更重要的是, 其表面富含的亲水性羟基、醛基等官能团可以使粒子能被进一步修饰, 从而可更广泛应用于生物医药等检测中, 大大拓展了其应用范围.图2 Fe 3O 4 (A)以及Fe 3O 4@C (B)纳米粒子的TEM 图Figure 2 TEM images of Fe 3O 4 nanoparticles (A) and Fe 3O 4@C nanoparticles (B)Fe 3O 4@C 的表面修饰金属纳米粒子可通过其表面修饰功能分子后连接纳米粒子或直接原位合成的方法覆盖纳米粒子, 后者较前者过程更为简单且所得到的复合纳米粒子具有更好的导电性, 因此采用溶剂热的方法在Fe 3O 4@C 的表面直接修饰上Pt 纳米粒子(如图4所示). Pt 纳米粒子粒径较小以致无法明显观察到其单个粒图3 Fe 3O 4@C 核壳纳米粒子的FTIR (A)以及拉曼(B)光谱 Figure 3 FTIR (A) and Raman (B) spectra of Fe 3O 4@Cnanoparticles图4 Fe 3O 4@C/Pt 复合纳米结构的TEM (A)及EDX (B)光谱 Figure 4 TEM (A) and EDX (B) images of Fe 3O 4@C/Pt nanoparticlesNo. 9 郭清华等：Fe3O4@C/Pt复合纳米粒子的原位合成及其催化性质的研究1063子的形貌特征, 小尺寸的Pt纳米粒子可能稳定地分散于C层周围, 并不形成完整壳层覆盖Fe3O4@C表面. 通过测得Fe3O4@C/Pt纳米粒子的EDX(图4B)可明显检测到Pt. 由于合成之后的Fe3O4@C/Pt粒子经过多次磁分离洗涤, 溶液中并不含有未连接于Fe3O4@C上的Pt纳米粒子, 因此, EDX所检测到的Pt来自于成功连接到Fe3O4@C粒子表面的Pt纳米粒子, 而并不是单独成核的Pt纳米粒子.2.2 Fe3O4@C/Pt纳米粒子的催化性能选用NaBH4还原对硝基苯酚作为模型反应来测试纯Pt纳米粒子(2 nm)及Fe3O4@C/Pt负载型催化剂的催化性能, 以紫外可见吸收光谱(UV-vis)来监测其催化反应进程及催化效率(图5). 通常在无金属催化剂存在时, 即使过量的NaBH4也无法促使4-硝基苯酚转变为4-氨基苯酚. 紫外可见光谱中观察到400 nm处强的吸收峰来源于NaBH4加入后生成了4-硝基苯酚负离子, 当微量的催化剂加入后, 紫外可见光谱中400 nm处的吸收峰逐渐降低, 而4-氨基苯酚在295 nm处的特征吸收图5光谱记录的间隔为2 min时采用2 nm Pt 纳米粒子(A)以及Fe3O4@C/Pt复合纳米结构(B)催化4-NP还原反应过程中的紫外可见光谱Figure 5UV-Vis spectra for the reduction of 4-NP measured at 2 min intervals using 2 nm Pt particles (A) and Fe3O4@C/Pt nanoparticles (B) 峰逐渐增强, 表明4-硝基苯酚开始向4-氨基苯酚转变. 值得说明的是图5A和5B的对比实验中加入到反应溶液中催化剂中含Pt的量基本相同, 纯Pt纳米粒子催化体系中12 min时催化反应仅进行了约三分之一(根据4-硝基苯酚紫外吸收峰的强度变化推算), 而Fe3O4@C/Pt 负载型催化剂体系中, 在10 min内能催化反应完成, 即4-硝基苯酚的吸收峰完全消失. 由此可见, 负载在氧化物C层复合载体上的贵金属催化剂相比单组分的金属催化剂具有更高的催化活性. 负载后催化剂的活性提高主要由于在金属与氧化物之间的界面处存在强烈的协同催化作用. 以往研究表明当金属催化剂直接负载在氧化物上, 电子通过两者界面自由传导, 引起金属与氧化物载体的电子结构改变, 使催化活性大大增加. Wang 等[15]发展了可控刻蚀哑铃状Fe3O4-Au纳米结构催化剂的方法, 然后通过对刻蚀后的单组分的纳米催化剂的催化活性与刻蚀前的比较, 为金属催化剂与Fe3O4载体间存在电荷转移提供了直接的有力证据, 他们认为电荷从Fe传递给Pt, 使Pt更富电子. 在目前的研究中发现当Pt负载到Fe3O4@C上后其开路电位较2 nm Pt纳米粒子负载于200 nm碳球表面更负, 说明其还原反应活性提高, 与NaBH4反应产生更多的活性氢, 从而加快了4-硝基苯酚转变为4-氨基苯酚的反应.2.3 Fe3O4@C/Pt催化剂的循环利用研究磁性Fe3O4内核不仅可提高Pt的催化活性, 而利用载体的超顺磁性可实现催化剂的分离回收. 由于每次磁吸清洗回收不可避免带来一些损失, 目前的实验中采用的相同的溶液但催化剂的用量提高为原来的2倍, 保证首次催化在较短时间内(5 min)快速完成. 在循环实验过程中, 当反应完成后, 利用外加磁场将负载贵金属的磁性催化剂富集到容器底部, 弃去上层溶液, 洗涤催化剂后再进行下一次循环催化实验. 图6为Fe3O4@C/Pt纳图64-NP催化还原转化率与Fe3O4 @C/Pt循环次数关系曲线Figure 6Recycling times of Fe3O4 @C/Pt catalysts dependence of conversion percentage for the catalytic reduction of 4-NP1064化学学报V ol. 69, 2011米粒子催化反应产物的转化率与循环次数的关系图. 由图可见, 复合催化剂在循环过程一直保持高催化活性, 催化转化率(5 min内)均接近100%, 具有很高的循环利用率, 约循环20次以后转化率慢慢降低, 这可能由于两方面的原因造成, 一方面反复的磁富集以及洗涤过程导致催化剂损失(通过原子吸收的测量, 每次循环将损失3%～5%的催化剂), 20次以上的循环将使催化剂浓度达到完全催化的临界情况, 引起“突变”; 另一方面系催化剂表面活性降低所致.3 结论采用高压反应成功制备具有磁性的Fe3O4粒子, Fe3O4@C复合粒子, 并采用原位合成方法在Fe3O4@C 表面修饰Pt纳米粒子, 所获得的复合纳米材料具有较好的磁性以及高效的催化效率. 负载后的Fe3O4@C/Pt 催化剂催化硝基苯酚转变为氨基苯酚反应的效率较纯Pt纳米催化剂更高, 这主要由于内核Fe3O4与Pt之间的电荷转移所致, 在NaBH4体系中, 电荷由Fe转移到Pt, 从而使Pt具有更高的还原性. 此类复合催化剂由于内核Fe3O4具有磁性, 通过外加磁场可富集溶液中的催化剂, 利于其循环利用, 目前的负载型催化剂的循环次数约20次. 该初步研究对于提高贵金属催化剂的效率, 减少贵金属的负载量以及循环利用等方面提供了新的实验途径. References1Lu, A. H.; Salabas, E. L.; Schuth, F. Angew. Chem., Int. Ed.2007, 46, 1222.2Li, Z.; Wei, L.; Gao, M. Y.; Lei, H. Adv. Mater. 2005, 17, 1001.3Lee, J. H.; Huh, Y. M.; Jun, Y. W.; Seo, J. W.; Jang, J. T.;Song, H. T. Nat. Med. 2007, 13, 95.4Chen, S.; Han, S. Y.; Yao, J. L.; Gu, R. A. Acta Chim.Sinica2010, 68, 2151 (in Chinese).(陈帅, 韩三阳, 姚建林, 顾仁敖, 化学学报, 2010, 68, 2151.)5Li, Z.; Sun, Q.; Gao, M. Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 123.6Zhang, L. H.; Liu, B. F.; Dong, S. J. J. Phys. Chem. B2007, 111, 10448.7Xie, H. Y.; Zuo, C.; Liu, Y.; Zhang, Z. L.; Pang, D. W.; Li, X. L.; Gong, J. P.; Dickinson, C.; Zhou, W. Z. Small2005, 1, 506.8Park, H. Y.; Schadt, M. J.; Ang, L. Y.; Lim, I. S.; Njoki, P.N.; Kim, S. H.; Jang, M. Y.; Luo, J.; Zhong, C. J. Langmuir 2007, 23, 9050.9Bao, F.; Li, J. F.; Ren, B.; Yao, J. L.; Gu, R. A.; Tian, Z. Q.J. Phys. Chem. C2008, 112, 345.10Atarashi, T.; Kim, Y. S.; Fujita, T.; Nakatsuka, K. J. Magn.Magn. Mater. 1999, 201, 7.11Lyon, J. L.; Fleming, D. A.; Stone, M. B.; Schiffer, P.;Williams, M. E. Nano Lett. 2004, 4, 719.12Wang, C.; Daimon, H.; Sun, S. Nano Lett. 2009, 9, 1493.13Wasmus, S.; Kuver, A. J. Electroanal. Chem. 1999, 461, 14. 14Deng, H.; Li, X. L.; Peng, Q.; Wang, X.; Chen, J. P.; Li, Y.D. Angew. Chem. 2005, 117, 2842.15Sun, X.; Li, Y.-D. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 597.(A1008186 Zhao, C.)。

磁性Fe3O4纳米粒子的制备及其表面修饰研究[开题报告]毕业论文开题报告环境工程磁性Fe3O4纳米粒子的制备及其表面修饰研究一、选题的背景、意义随着人类文明的不断进步和科学技术的飞速发展，特别是能源开发、空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、传感技术等高新技术领域的高速发展，元器件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料提出了新的需求[1]。

再者随着中国工业经济的飞速发展，现有的传统材料己经难以满足其需求，开发、利用高性能材料和新功能材料己经成为共识。

纳米材料就应运而生，由于纳米材料的界面组元所占比例大，纳米颗粒表面原子比例高，与通常的多晶材料或者微粉完全不同，其表现出高的表面效应、体积效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质[2-4]。

纳米科学技术的快速发展，让磁性纳米材料得到了长足的发展。

近年来的磁性材料，在非晶态、稀土永磁化合物、超磁致伸缩、巨磁电阻等新材料相继发现的同时，由于组织的微细化、晶体学方位的控制、薄膜化、超晶格等新技术的开发，其特性显著提高。

这些不仅对电子、信息产品等特性的飞跃提高作出了重大贡献，而且成为新产品开发的原动力。

目前，磁性纳米材料已成为支持并促进社会发展的关键材料。

而磁性Fe304纳米粒子是纳米材料中一类新颖的功能材料，四氧化三铁的化学稳定性好，原料易得，价格便宜，广泛用于涂料、油墨等领域[5-7]。

四氧化三铁纳米粒子的磁性比大块本体材料的强许多倍，当四氧化三铁纳米粒子的粒径d<16nm，具有超顺磁性。

磁性四氧化三铁纳米粒子磁性能好，用于优质磁记录材料的制备，同时是制备α-Fe203等重要磁记录材料的中间体，还可作为微波吸收材料及催化剂。

近年来，四氧化三铁纳米粒子具有良好的磁性，在生物医学方面表现出潜在的广泛用途，如磁性四氧化三铁纳米粒子可作为药物的主要载体进行靶向给药，也可用于细胞及DNA的分离等，成为倍受关注的研究热点。

纳米Fe304的液相制备方法主要有：水热法、共沉淀法、滴定法、水解法、超声波法、空气氧化法、微乳液法等。

综合不同方法．各有优劣。

其中共沉淀法、空气氧化法工艺简单具有工业化前景，但产物不均匀，分散性不佳；而用水热法、微乳液法、滴定法以及用有机铁为原料或将无机铁盐置于有机溶剂中进行高温分解或液相反应等可制备分散性好的超顺磁性纳米Fe304，但这些方法均成本较高。

工艺苛刻等。

因此如何低成本制备具有较好分散性的超顺磁性纳米Fe304是研究者努力的目标。

一.2.2螯合磁性纳米Fe3O4粒子的制备（共沉淀法）2.1原料三氯化铁、氯化亚铁、氨水均为分析纯，天津市红岩化学试剂厂；硅烷偶联剂KH560(分析纯，上海耀华有限公司)；氨基硫脲(分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司)。

纳米Fe3O4粒子的制备：按摩尔比4：3称取FeCl3.6H2O和FeCl2·4H2O 溶于水，在90.0℃水浴中，氮气保护，缓慢加入氨水，搅拌反应1h，产物用蒸馏水洗涤至中性。

纳米Fe3O4粒子表面偶联剂处理：上述Fe3O4纳米粒子中加入偶联剂KH560，以甲苯作溶剂，超声波分散15min。

然后在甲苯回流温度下，氮气保护，搅拌反应4h。

产物采用无水乙醇抽提12h以除去表面物理吸附的偶联剂。

螯合磁性纳米Fe3O4粒子的制备：氨基硫脲溶于无水乙醇溶液，加入上述偶联剂处理的纳米粒子，并加入蒸馏水和碳酸钠，氮气保护，60℃恒温反应2h。

产物用蒸馏水洗涤，再依次用0.2％氢氧化钠，0.1％盐酸，蒸馏水洗至中性，干燥备用。

二.1．4化学共沉淀合成法该法应用比较广泛，主要是在碱性条件下共沉淀Fe2+和Fe3+离子混合物。

王玫等[12]将FeS04·7HzO和FeCl3·6H20以摩尔比为1：2溶于蒸馏水中，铁离子总浓度为0．3mol·L-1。

放人三口烧瓶中，连续通氮气，在快速搅拌作用下向反应器加氨水，在反应过程中保持pH值在10左右。

核壳磁性Fe3O4@ZnCo-ZIFs合成—催化剂制备7过渡金属离子虽表现出极好的催化效果（特别是Co2+），但均相反应的金属离子会造成严重的二次污染，从而威胁人类健康。

非均相钴基催化剂已被用于活化氧化剂过氧一硫酸盐，但反应过程中，材料中的金属元素容易浸出，催化剂活性组分损失严重。

因此本文设想将化学性质稳定的ZIF-8作为保护层包覆ZIF-67，以提高催化剂的稳定性，防止Co元素的流失。

此外，本文将ZIF-67生长在具有磁性的Fe3O4纳米颗粒上，以提高Co基催化剂的回收效率。

1 催化剂制备方法(1) 利用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对Fe3O4纳米颗粒表面进行预处理，使其表面更有利于ZIF-67晶体生长。

(2) 加入Co盐和咪唑配体合成ZIF-67外壳。

(3) 继续加入Zn盐和咪唑配体在ZIF-67外层包覆一层ZIF-8，得到最终核-壳结构的磁性沸石咪唑骨架（Fe3O4@Zn/Co-ZIFs）采用简单的溶剂热法制备（可通过改变硝酸钴的用量来调整钴锌比值）(1) 用XPS分析元素组成和化学氧化态。

(2) 通过SEM、TEM检查制备样品的形貌。

(3) 利用EDX和元素图分析样品元素组成。

(4) 采用SSA-4200 micromeritics 仪器在196 °C下对产品进行氮气吸附/解吸，测定其比表面积、总孔容和孔径分布。

(5) 采用原子吸收分光光度法测定金属离子的含量。

2 催化剂优点和特点(1) 将Fe3O4 NPs封装在ZIF中，使ZIF复合材料具有较强的与水分离的磁性。

(2) 铁与钴之间存在特定的协同效应，能激发出更好的催化性能。

(3) Fe3O4@Zn/Co-ZIFs在长时间催化过程中一直保有良好的催化性能，因此催化剂具有较高的化学稳定性。

(4) Fe3O4@Zn/Co-ZIFs是一种降解不同有机污染物的优秀多相催化剂。

参考文献：Wu, Z.; Wang, Y.; Xiong, Z.;Ao, Z.; Pu, S.; Yao, G.; Lai, B., Core-shell magnetic Fe3O4@Zn/Co-ZIFs toactivate peroxymonosulfate for highly efficient degradation of carbamazepine. Applied Catalysis B: Environmental 2020,277, 119136./science/article/pii/S0926337320305518。

纳米fe3o4粒子的制备及其在水处理中的应
用
纳米Fe3O4粒子是一种非常有用的高分子材料，它不仅有着极强
的磁性能，而且易于反应和分离，因而可以有效应用于水处理。

它通
常可以在低温条件下进行制备，通常为200~300℃。

最常用的制备方法是水热法，也就是用碱溶液和铁盐（如FeCl3）混合反应产生Fe（OH）3，然后在高温条件下产生Fe3O4。

纳米Fe3O4粒子的主要优点在于其
吸附性能。

它可以有效地吸附有机物和重金属离子，因此有效减少环
境污染物。

在水处理应用中，纳米Fe3O4粒子可用于减少有毒物质、
净化水质以及减少可燃物等。

此外，它也可用于减少可降解物质，如
溶解有机物和重金属离子。

在加入纳米Fe3O4粒子的水处理应用中，
可以确保水的安全和健康，另外，它也具有低成本的优势，因此受到
越来越多的关注。

总之，纳米Fe3O4粒子是一种极具潜力的磁性材料，它易于反应
制备，而且有着极强的吸附性能，因此可以应用于水处理领域。

它具
有降解可燃物、净化水质以及减少有毒物质等优点，且具有低成本的
优势，有期望取得良好的应用效果。