金屬納米顆粒材料的制備、表征和物性及在生物體中的動力學行為研究.pdf

1、近十年來，納米顆粒由于它獨特的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)受到廣泛關(guān)注，金屬氧化物納米顆粒作為納米材料中的一大類，在許多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。本論文主要工作有：四氧化三鐵、氧化銅和二氧化錳三種金屬氧化物納米顆粒的制備、表征和阻抗一頻率特性研究，并對其納米顆粒物的毒性做了概述和預(yù)測。本論文的主要工作和得到的主要結(jié)果有：
　　一、四氧化三鐵、氧化銅、二氧化錳納米顆粒的制備、表征和阻抗一頻率特性研究
　　(一)、四氧化三鐵納米顆粒的制備、表

2、征與阻抗一頻率特性
　　1.在堿性條件下、開放環(huán)境中，采用溶液沉淀法制備了不同粒徑和不同形狀的四氧化三鐵氧化物納米顆粒。通過改變pH值、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間等主要參數(shù)，得到了不同粒徑和不同形狀的四氧化三鐵氧化物納米顆粒，經(jīng)反復(fù)實驗得到了最佳制備條件。通過對反應(yīng)機制的研究，發(fā)現(xiàn)改變堿的種類將得到不同形狀的四氧化三鐵納米顆粒。
　　2.對四氧化三鐵納米顆粒進行了形貌和結(jié)構(gòu)表征，研究結(jié)果表明堿性條件、開放環(huán)境下制備的四氧化三鐵氧化物

3、納米顆粒具有較好分散性和穩(wěn)定性并且結(jié)晶度也較好。
　　3.測量了四氧化三鐵納米顆粒的阻抗一頻率特性。結(jié)果表明，在一定外偏電壓下，隨著頻率的升高，電阻呈現(xiàn)略微下降趨勢。電抗隨頻率的變化也存在類似的情況，即隨著頻率的增加，電抗的絕對值也減小，而且減小的幅度更明顯。
　　(二)、氧化銅納米顆粒的制備、表征與阻抗一頻率特性
　　1.以乙二醇和水的混合液為溶劑，使硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)，得到了沉淀物一氫氧化銅。將沉淀物氫氧化銅經(jīng)超

4、聲波振蕩、過濾、干燥以及退火后得到粒徑小、分散度好的氧化銅納米顆粒。
　　2.對氧化銅納米顆粒進行了形貌和結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明氧化銅納米顆粒為以晶面取向以(111)和(111)為主要取向的多晶納米顆粒。加入分散劑將有效減少顆粒的團聚。
　　3.測量了氧化銅納米顆粒的阻抗一頻率特性。與四氧化三鐵類似，其電阻和電抗隨頻率變化的規(guī)律都是在同一偏壓下，電阻值和電抗值的絕對值隨頻率的增加而減小，并最終趨于一穩(wěn)定值。
　　(三)、二

5、氧化錳納米顆粒的制備、表征與阻抗一頻率特性
　　1.以維生素C為還原劑，將高錳酸鉀在溶液中還原為二氧化錳納米顆粒。
　　2.研究了維生素C含量對產(chǎn)物的影響，研究結(jié)果表明當高錳酸鉀和維生素C之比分別為1:1時反應(yīng)得到的產(chǎn)物顆粒較小，分布較為均勻，為反應(yīng)最佳條件。
　　3.二氧化錳納米顆粒的SEM照片表明，實驗所制得的二氧化錳納米顆粒呈球形，并以鏈式相接。當反應(yīng)物中維生素C相對含量增加時，溶液中二氧化錳納米顆粒的成核數(shù)增加

6、。當溶液中錳離子的化學計量相同時，維生素C含量高將使得二氧化錳納米顆粒的尺寸減小。
　　4.二氧化錳顆粒的頻率-阻抗特性行為與四氧化三鐵的頻率-阻抗特性行為非常類似，都是在同一偏壓下，材料的電阻和電抗的絕對值隨頻率增加而減小。
　　二、四氧化三鐵、氧化銅、二氧化錳納米顆粒直流與交流電阻形成機理分析
　　納米顆粒聚集體的電阻產(chǎn)生的機理已有多種理論，如：宏觀的逾滲理論、微觀的隧道效應(yīng)理論和HoppingModel等等。

7、r>　　由于在真空下金屬納米顆粒間的電子轉(zhuǎn)移不易越過顆粒間勢壘，可以認為電阻的形成是顆粒與顆粒間的接觸電阻所造成的。由于電子流在宏觀塊材中將穿越若干界面，因而將金屬氧化物納米顆粒粉末壓制成塊后，其宏觀電阻值基本位于絕緣體范圍。
　　當外加頻率增加時，根據(jù)逾滲理論，電荷遷移能力增大，電阻隨著頻率的增大而下降。而由于當頻率達到某一數(shù)值時，這種遷移能力將不再受到頻率的影響，因而電阻取向某一穩(wěn)定極值。
　　三、納米顆粒毒性概述