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基本信息

項(xiàng)目名稱：
超順磁性氧化石墨烯-四氧化三鐵復(fù)合納米材料的合成、表征及性質(zhì)研究
小類：
能源化工
簡介：
將Fe3O4 NPs磁導(dǎo)向性的優(yōu)點(diǎn)和氧化石墨烯作為生物感應(yīng)器的優(yōu)勢集于一身，從而制備出在生物醫(yī)學(xué)方面具有一定應(yīng)用前景的復(fù)合型粒子。 本工作采用改進(jìn)后的化學(xué)共沉淀法制備出水溶性較好、穩(wěn)定性較強(qiáng)的氧化石墨烯-四氧化三鐵復(fù)合納米材料，并利用紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡、能譜、透射電鏡、X-射線粉末衍射儀、磁性測量等手段對復(fù)合材料的相關(guān)性質(zhì)做了初步測試。
詳細(xì)介紹：
本工作采用改進(jìn)后的化學(xué)共沉淀法制備出水溶性較好、穩(wěn)定性較強(qiáng)的氧化石墨烯和四氧化三鐵復(fù)合納米材料(GO-Fe3O4)。經(jīng)紅外(FI-IR)和拉曼(Raman)光譜表征，復(fù)合材料表面富含大量的C–O–C, C=C, C=O和–OH等GO的主要化學(xué)基團(tuán)，并含有Fe3O4典型的Fe–O基團(tuán)，F(xiàn)e3O4 納米粒(NPs)通過鍵和作用及化學(xué)沉積的方式負(fù)載在GO表面。復(fù)合材料的拉曼光譜在1344 cm–1處(代表石墨烯的D峰)峰值增強(qiáng)且峰形變寬, 證實(shí)了在材料表面存在有較多的邊緣缺陷結(jié)構(gòu)；而2701 cm–1處(代表石墨烯的2D峰)峰的消失則說明復(fù)合材料的平面結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)的結(jié)果顯示大量的Fe3O4 NPs沉積在GO表面；X-射線衍射(XRD)光譜顯示了合成的復(fù)合材料有著與GO不同的的晶型結(jié)構(gòu)，結(jié)晶程度較高，此外，通過SQUID磁測量系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料的無頑磁和剩磁，體現(xiàn)了極好的超順磁性。合成的GO-Fe3O4復(fù)合材料及其相關(guān)性質(zhì)的表征為以后將其用于藥物載體、藥物釋放以及磁共振造影劑等生物醫(yī)學(xué)方面提供了一定的物質(zhì)和理論價值。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

將Fe3O4 NPs磁導(dǎo)向性的優(yōu)點(diǎn)和氧化石墨烯作為生物感應(yīng)器的優(yōu)勢集于一身，從而制備出在生物醫(yī)學(xué)方面具有一定應(yīng)用前景的復(fù)合型粒子。 本工作采用改進(jìn)后的化學(xué)共沉淀法制備出水溶性較好、穩(wěn)定性較強(qiáng)的氧化石墨烯-四氧化三鐵復(fù)合納米材料，并利用紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡、能譜、透射電鏡、X-射線粉末衍射儀、磁性測量等手段對復(fù)合材料的相關(guān)性質(zhì)做了初步測試。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本工作采用改進(jìn)的Hummers方法，用純度達(dá)99.9%的石墨烯合成氧化石墨稀，氧化效果明顯，實(shí)驗(yàn)步驟簡明；采用改進(jìn)的共沉淀法合成水溶性較好、穩(wěn)定性較強(qiáng)的GO-Fe3O4復(fù)合納米材料，藥品用量更加明確、操作步驟更加簡明，復(fù)合程度顯著，同時，采用如：傅里葉紅外、能譜、透射電鏡、X-射線粉末衍射儀、磁性測量等方法，全面測試GO-Fe3O4復(fù)合納米材料，為將其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)以及載藥等方面提供一定的理論價值。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義

為以后將GO-Fe3O4復(fù)合納米材料用于藥物載體、藥物釋放以及磁共振造影劑等生物醫(yī)學(xué)方面提供了一定的物質(zhì)和理論價值。

學(xué)術(shù)論文摘要

本工作采用改進(jìn)后的化學(xué)共沉淀法制備出水溶性較好、穩(wěn)定性較強(qiáng)的氧化石墨烯和四氧化三鐵復(fù)合納米材料(GO-Fe3O4)。經(jīng)紅外(FI-IR)和拉曼(Raman)光譜表征，復(fù)合材料表面富含大量的C–O–C, C=C, C=O和–OH等GO的主要化學(xué)基團(tuán)，并含有Fe3O4典型的Fe–O基團(tuán)，F(xiàn)e3O4 納米粒(NPs)通過鍵和作用及化學(xué)沉積的方式負(fù)載在GO表面。復(fù)合材料的拉曼光譜在1344 cm–1處(代表石墨烯的D峰)峰值增強(qiáng)且峰形變寬, 證實(shí)了在材料表面存在有較多的邊緣缺陷結(jié)構(gòu)；而2701 cm–1處(代表石墨烯的2D峰)峰的消失則說明復(fù)合材料的平面結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)的結(jié)果顯示大量的Fe3O4 NPs沉積在GO表面；X-射線衍射(XRD)光譜顯示了合成的復(fù)合材料有著與GO不同的的晶型結(jié)構(gòu)，結(jié)晶程度較高，此外，通過SQUID磁測量系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料的無頑磁和剩磁，體現(xiàn)了極好的超順磁性。合成的GO-Fe3O4復(fù)合材料及其相關(guān)性質(zhì)的表征為以后將其用于藥物載體、藥物釋放以及磁共振造影劑等生物醫(yī)學(xué)方面提供了一定的物質(zhì)和理論價值。

獲獎情況

本作品曾榮獲廣西師范大學(xué)第十二屆 “創(chuàng)新杯”大學(xué)生科技學(xué)術(shù)競賽二等獎。

鑒定結(jié)果

無。

參考文獻(xiàn)

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.

同類課題研究水平概述

對于這樣的假設(shè)，幾位學(xué)者都嘗試了利用化學(xué)共沉淀法或微乳液法合成了幾種GO-Fe3O4復(fù)合納米材料，但是合成產(chǎn)物總體的缺點(diǎn)是水溶性不好，很難應(yīng)用于生物體系。
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