基本信息
- 项目名称：
- 超顺磁性氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料的合成、表征及性质研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 将Fe3O4 NPs磁导向性的优点和氧化石墨烯作为生物感应器的优势集于一身，从而制备出在生物医学方面具有一定应用前景的复合型粒子。 本工作采用改进后的化学共沉淀法制备出水溶性较好、稳定性较强的氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料，并利用红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、能谱、透射电镜、X-射线粉末衍射仪、磁性测量等手段对复合材料的相关性质做了初步测试。
- 详细介绍：
- 本工作采用改进后的化学共沉淀法制备出水溶性较好、稳定性较强的氧化石墨烯和四氧化三铁复合纳米材料(GO-Fe3O4)。经红外(FI-IR)和拉曼(Raman)光谱表征，复合材料表面富含大量的C–O–C, C=C, C=O和–OH等GO的主要化学基团，并含有Fe3O4典型的Fe–O基团，Fe3O4 纳米粒(NPs)通过键和作用及化学沉积的方式负载在GO表面。复合材料的拉曼光谱在1344 cm–1处(代表石墨烯的D峰)峰值增强且峰形变宽, 证实了在材料表面存在有较多的边缘缺陷结构；而2701 cm–1处(代表石墨烯的2D峰)峰的消失则说明复合材料的平面结构发生改变；扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的结果显示大量的Fe3O4 NPs沉积在GO表面；X-射线衍射(XRD)光谱显示了合成的复合材料有着与GO不同的的晶型结构，结晶程度较高，此外，通过SQUID磁测量系统研究发现，复合材料的无顽磁和剩磁，体现了极好的超顺磁性。合成的GO-Fe3O4复合材料及其相关性质的表征为以后将其用于药物载体、药物释放以及磁共振造影剂等生物医学方面提供了一定的物质和理论价值。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 将Fe3O4 NPs磁导向性的优点和氧化石墨烯作为生物感应器的优势集于一身，从而制备出在生物医学方面具有一定应用前景的复合型粒子。 本工作采用改进后的化学共沉淀法制备出水溶性较好、稳定性较强的氧化石墨烯-四氧化三铁复合纳米材料，并利用红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、能谱、透射电镜、X-射线粉末衍射仪、磁性测量等手段对复合材料的相关性质做了初步测试。
科学性、先进性及独特之处
- 本工作采用改进的Hummers方法，用纯度达99.9%的石墨烯合成氧化石墨稀，氧化效果明显，实验步骤简明；采用改进的共沉淀法合成水溶性较好、稳定性较强的GO-Fe3O4复合纳米材料，药品用量更加明确、操作步骤更加简明，复合程度显著，同时，采用如：傅里叶红外、能谱、透射电镜、X-射线粉末衍射仪、磁性测量等方法，全面测试GO-Fe3O4复合纳米材料，为将其应用于医学以及载药等方面提供一定的理论价值。
应用价值和现实意义
- 为以后将GO-Fe3O4复合纳米材料用于药物载体、药物释放以及磁共振造影剂等生物医学方面提供了一定的物质和理论价值。
学术论文摘要
- 本工作采用改进后的化学共沉淀法制备出水溶性较好、稳定性较强的氧化石墨烯和四氧化三铁复合纳米材料(GO-Fe3O4)。经红外(FI-IR)和拉曼(Raman)光谱表征，复合材料表面富含大量的C–O–C, C=C, C=O和–OH等GO的主要化学基团，并含有Fe3O4典型的Fe–O基团，Fe3O4 纳米粒(NPs)通过键和作用及化学沉积的方式负载在GO表面。复合材料的拉曼光谱在1344 cm–1处(代表石墨烯的D峰)峰值增强且峰形变宽, 证实了在材料表面存在有较多的边缘缺陷结构；而2701 cm–1处(代表石墨烯的2D峰)峰的消失则说明复合材料的平面结构发生改变；扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的结果显示大量的Fe3O4 NPs沉积在GO表面；X-射线衍射(XRD)光谱显示了合成的复合材料有着与GO不同的的晶型结构，结晶程度较高，此外，通过SQUID磁测量系统研究发现，复合材料的无顽磁和剩磁，体现了极好的超顺磁性。合成的GO-Fe3O4复合材料及其相关性质的表征为以后将其用于药物载体、药物释放以及磁共振造影剂等生物医学方面提供了一定的物质和理论价值。
获奖情况
- 本作品曾荣获广西师范大学第十二届 “创新杯”大学生科技学术竞赛二等奖。
鉴定结果
- 无。
参考文献
- H. Q. Chen, M. B. Müller, K. J. Gilmore, G. G. Wallace, D. Li. Mechanically strong, electrically conductive, and biocompatible graphene paper. Adv. Mater. 2008, 20:3557–3561. C. H. Lu, H. Yang, C. L. Zhu, X. Chen. A graphene platform for sensing biomolecules [J]. Angew.Chem. Int. Ed, 2009, 48: 4785–4787. D. Vernimmen, M. Gueders, S. Pisvin, P. Delvenne, R. Winkler, Different mechanisms are implicated in ERBB2 gene overexpression in breast and in other cancers [J]. Br. J. Cancer, 2003, 89: 899–906. K. Morishige, T. Hamada. Iron Oxide Pillared Graphite [J]. Langmuir, 2005, 21: 6277–6281.
同类课题研究水平概述
- 对于这样的假设，几位学者都尝试了利用化学共沉淀法或微乳液法合成了几种GO-Fe3O4复合纳米材料，但是合成产物总体的缺点是水溶性不好，很难应用于生物体系。
