柠檬酸根辅助多元醇法制备直径和磁性可控的Fe3O4亚微球

doi:10.3866/PKU.WHXB20101027

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材料物理化学上一篇

柠檬酸根辅助多元醇法制备直径和磁性可控的Fe₃O₄亚微球

闫共芹, 王维, 孙志刚, 官建国

武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室, 武汉430070

收稿日期:2010-05-07 修回日期:2010-06-17 发布日期:2010-10-29
通讯作者: 官建国 E-mail:guanjg@whut.edu.cn
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863)项目（2006AA032461）和霍英东基金项目(101049)资助

Magnetite Sub-Microspheres with Controlled Diameter and Magnetic Properties Synthesized by the Citrate-Assisted Polyol Process

YAN Gong-Qin, WANG Wei, SUN Zhi-Gang, GUAN Jian-Guo

State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, P. R. China

Received:2010-05-07 Revised:2010-06-17 Published:2010-10-29
Contact: GUAN Jian-Guo E-mail:guanjg@whut.edu.cn
Supported by:
The project was supported by the National High-Technology Research and Development Programof China (2006AA03A209) and Young Teachers fromFok Ying Tung Education Foundation, China (101049).

摘要/Abstract

摘要：

以柠檬酸三钠作辅助剂, 用多元醇溶剂热还原法制备了纳米晶粒和微球直径可控的、单分散的超顺磁Fe₃O₄亚微球. 发现与铁原子有强亲和力的柠檬酸根能有效吸附在还原产生的初始Fe₃O₄纳米粒子表面, 阻碍其晶粒生长和影响其静电排斥力的大小,从而能在较大范围内调控最终产物Fe₃O₄亚微球的直径和饱和磁化强度.改变柠檬酸根或铁盐浓度不但可以调控初始Fe₃O₄纳米粒子的粒径, 而且可以在220-550 nm 范围内调控单分散Fe₃O₄亚微球的直径, 从而得到粒径均一的超顺磁Fe₃O₄亚微球.

关键词: 超顺磁, 单分散亚微球, Fe₃O₄, 直径控制, 柠檬酸盐

Abstract:

Monodispersed superparamagnetic magnetite (Fe₃O₄) sub-microspheres with controlled grain sizes and diameters were obtained by a facile polyol solvothermal method using sodium citrate as an additive. The results show that citric ions, which strongly coordinate with iron atoms on the surface of magnetite, can be effectively adsorbed onto the surface of Fe₃O₄ nanoparticles. Therefore, the growth of the initially formed Fe₃O₄ nanoparticles is restrained and the electrostatic repulsive force changes. Consequently, both the diameter and the magnetic properties of the resultant Fe₃O₄ sub-microspheres can be easily tuned over a relative large range. Simply changing the concentration of citric or ferric ions can change both the diameter of the Fe₃O₄ nanoparticles which construct the resultant sub-microspheres as building blocks and that of the resultant sub-microspheres in a range of 220 -550 nm, resulting in monodispersed superparamagnetic magnetite sub-microspheres.

Key words: Superparamagnetism, Monodispersed sub-microspheres, Magnetite, Diameter control, Citrate

闫共芹, 王维, 孙志刚, 官建国. 柠檬酸根辅助多元醇法制备直径和磁性可控的Fe₃O₄亚微球[J]. 物理化学学报, 2010, 26(11), 3120-3126. doi: 10.3866/PKU.WHXB20101027

YAN Gong-Qin, WANG Wei, SUN Zhi-Gang, GUAN Jian-Guo. Magnetite Sub-Microspheres with Controlled Diameter and Magnetic Properties Synthesized by the Citrate-Assisted Polyol Process[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26(11), 3120-3126. doi: 10.3866/PKU.WHXB20101027

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB20101027

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2010/V26/I11/3120

参考文献

1. Jeong, U.; Teng, X. W.;Wang, Y.; Yang, H.; Xia, Y. N. Adv. Mater., 2007, 19: 33
2. Tartaj, P. Eur. J. Inorg. Chem., 2009: 333
3. Qiao, R. R.; Yang, C. H.; Gao, M. Y. J. Mater. Chem., 2009, 19: 6274
4. Ge, J. P.; Hu, Y. X.; Yin, Y. D. Angew. Chem. Int. Edit., 2007, 46: 7428
5. Xu, X. L.; Friedman, G.; Humfeld, K.; Majetich, S.; Asher, S. Adv. Mater., 2001, 13: 1681
6. Xu, X. L.; Friedman, G.; Humfeld, K.; Majetich, S.; Asher, S. Chem. Mater., 2002, 14: 1249
7. Yang, S.; Liu, H. R.; Zhang, Z. C. Langmuir, 2008, 24: 10395
8. Wen, H. Y.; Gao, G.; Han, Z. R.; Liu, F. Q. Polym. Int., 2008, 57: 584
9. Sacanna, S.; Philipse, A. P. Langmuir, 2006, 22: 10209
10. Ge, J. P.; Yin, Y. D. J. Mater. Chem., 2008, 18: 5041
11. He, P.; Cui, L. L.; Qiang, W. L.; Xu, H.; Gu, H. C. Acta Polym. Sin., 2007: 731 [贺枰, 崔陇兰,强伟丽,徐宏, 古宏晨. 高分子学报, 2007: 731]
12. Ramírez, L.; Landfester, K. Macromol. Chem. Phys., 2003, 204: 22
13. Xu, H.; Cui, L. L.; Tong, N. H.; Gu, H. C. J. Am. Chem. Soc., 2006, 128: 15582
14. Camargo, P.; Li, Z. Y.; Xia, Y. N. Soft Matter, 2007, 3: 1215
15. Cui, L. L.; Xu, H.; He, P.; Sumitomo, K.; Yamaguchi, Y.; Gu, H. C. J. Polym. Sci. A, 2007, 45: 5285
16. Bai, F.;Wang, D. S.; Huo, Z. Y.; Chen W.; Liu, L. P.; Liang, X.; Chen, C.; Wang, X.; Peng, Q.; Li, Y. D. Angew. Chem. Int. Edit., 2007, 46: 6650
17. Ge, J. P.; Hu, Y. X.; Biasini, M.; Beyermann, W.; Yin, Y. D. Angew. Chem. Int. Edit., 2007, 46: 4342
18. Wen, Y. H.; Cheng, C. M.; Gu, H. C. J. Funct. Mater., 2009, 40: 926 [文颖慧,程昌明,古宏晨. 功能材料, 2009, 40: 926]
19. Liu, X. W.; Hu, Q. Y.; Fang, Z.;Wu, Q.; Xie, Q. B. Langmuir, 2009, 25: 7244
20. Deng, H.; Li, X. L.; Peng, Q.; Wang, X.; Chen, J. P.; Li, Y. D. Angew. Chem. Int. Edit., 2005, 44: 2782
21. Zhang, W.; Shen, H.; Xie, M. Q.; Zhu, Y. J.; Hu. S. L.; Deng, Y. Y.; Li, X. J. J. Sun Yatsen Univ.-Nat. Sci. Edit., 2008, 47(2): 58 [张伟,沈辉, 谢民强, 朱燕娟,胡孙林,邓颖宇, 黎宪静.中山大学学报: 自然科学版, 2008, 47(2): 58]
22. He, T.; Chen, D. R.; Jiao, X. L. Chem. Mater., 2004, 16: 737
23. Hou, Y. L.; Kondoh, H.; Ohta, T. Chem. Mater., 2006, 17: 3994
24. Han, D. H.; Wang, J. P.; Feng, Y. B. J. Appl. Phys., 1994, 76: 6591

[1]	刘建华, 刘宾虹, 李洲鹏. 静电自组装方法合成的具有多孔三维网络结构的Fe₃O₄/石墨烯复合材料作为高性能锂离子电池负极材料[J]. 物理化学学报, 2014, 30(9): 1650 -1658 .
[2]	李亚婧, 孙晓锋, 叶青, 刘柏辰, 吴耀国. 新型半纤维素基磁性水凝胶的制备及性能[J]. 物理化学学报, 2014, 30(1): 111 -120 .
[3]	洪周琴, 李金霞, 张芳, 周丽绘. 硬模板法合成磁性石墨化介孔碳及在中药废水吸附处理中的应用[J]. 物理化学学报, 2013, 29(03): 590 -596 .
[4]	文雯, 高晓亚, 宋志英, 韩冬, 王娟, 朱美霞, 张爱平. 磁靶向纳米Fe₃O₄-TiO₂复合物的制备及其对肝癌细胞的光催化杀伤效应[J]. 物理化学学报, 2012, 28(09): 2221 -2230 .
[5]	郭学益, 易鹏飞, 王惟嘉, 杨英. 染料敏化太阳能电池用琼脂糖基磁性聚合物电解质的电化学性能[J]. 物理化学学报, 2012, 28(03): 585 -590 .
[6]	高云燕, 李海霞, 欧植泽, 郝平, 李嫕, 杨国强. 多壁碳纳米管负载Fe₃O₄磁性纳米粒子表面吸附增强过氧化酶的催化活性[J]. 物理化学学报, 2011, 27(10): 2469 -2477 .
[7]	相梅, 贺昌城, 汪辉亮. 磁性高强度聚丙烯酰胺/Fe₃O₄纳米复合水凝胶[J]. 物理化学学报, 2011, 27(05): 1267 -1272 .
[8]	张燚, 陈彪, 杨祖培, 张智军. Fe₃O₄磁性纳米粒子-氧化石墨烯复合材料的可控制备及结构与性能表征[J]. 物理化学学报, 2011, 27(05): 1261 -1266 .
[9]	周新文, 张荣华, 孙世刚. 不同结构CoPt纳米棒磁学性能[J]. 物理化学学报, 2010, 26(12): 3360 -3364 .
[10]	吴伟刚, 杨防祖, 骆明辉, 田中群, 周绍民. 柠檬酸盐体系铜电沉积及其在微机电系统中的应用[J]. 物理化学学报, 2010, 26(10): 2625 -2632 .
[11]	沈彬, 王永安, 王志飞, 张玲. 超顺磁性介孔纳米颗粒嫁接肟Pd环络合物对Heck反应的催化活性[J]. 物理化学学报, 2010, 26(07): 1860 -1866 .
[12]	王君;范美青;杨飘萍;于微;景晓燕;张密林;刘天孚;段雪. SO^2-₄/ZrO₂/Fe₃O₄/Al₂O₃磁性固体超强酸的制备与表征[J]. 物理化学学报, 2007, 23(04): 595 -600 .
[13]	姚素薇 ;吴海霞;王宏智;张卫国. 半导体Si上电沉积Cu-Co颗粒膜及其巨磁电阻效应[J]. 物理化学学报, 2005, 21(08): 915 -919 .
[14]	姜炜;李凤生;陈令允;杨毅;楚建军. 新型磁性Fe₃O₄/EDTA复合纳米粒子的制备及性能研究[J]. 物理化学学报, 2005, 21(02): 182 -186 .
[15]	杜军;吴玲;陶长元;孙才新. 纳米Fe₃O₄/PVDF磁性复合膜的原位制备及表征[J]. 物理化学学报, 2004, 20(06): 598 -601 .

柠檬酸根辅助多元醇法制备直径和磁性可控的Fe₃O₄亚微球

Magnetite Sub-Microspheres with Controlled Diameter and Magnetic Properties Synthesized by the Citrate-Assisted Polyol Process

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