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纳米四氧化三铁的应用 纳米四氧化三铁的简介 四氧化三铁是一种常用的磁性材料，又称氧化铁黑,呈黑色或灰蓝色。四氧化三铁是一种铁酸盐，即Fe2+Fe3+（Fe3+O4）（即FeFe（FeO4）前面2+和3+代表铁的价态）。在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原子显+3价，所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物，可表示为FeO·Fe2O3，而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。化学式：Fe3O4，分子量231.54，硬度很大，具有磁性，可以看成是氧化亚铁和氧化铁组成的化合物。逆尖晶石型、立方晶系，密度 5.18g/cm3。熔点1867.5K(1594.5℃)。它不溶于水，也不能与水反应。与酸反应，不溶于碱，也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 在外磁场下能够定向移动，粒径在一定范围之内具有超顺磁性，以及在外加交变电磁场作用下能产生热量等特性，其化学性能稳定，因而用途相当广泛。 　　纳米四氧化三铁置于介质中，采用胶溶化法和添加改性剂及分散剂的方法，通过在颗粒表面形成吸附双电层结构阻止纳米粒子团聚，制备稳定分散的水基和有机基纳米磁性液体。制备的磁性液体2～12个月都能很好的分散着，磁性液体中颗粒平均粒径为16～35nm之间。 通过大量实验，确定了最佳的工艺配方和工艺路线，工艺简单安全，能耗低，并保持了磁性颗粒的粒径在纳米量级，并且经磁性能测试可得磁性颗粒具有超顺磁性，其技术指标达到并超过国内外磁性纳米四氧化三铁性能，为国内各种磁流体的应用提供了基础。 纳米四氧化三铁的配置方法 　　由于纳米四氧化三铁特殊的理化学性质 , 使其在实际应用中越来越广泛 , 而其制备方法和性质的研究也得到了深入的进展。磁性纳米微粒的制备方法 主要有物理方法和化学方法。物理方法制备纳米微粒一般采用真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等。但是用物理方法制备的样品一产品纯度低、颗粒分布不均匀 , 易被氧化 , 且很难制备出 10nm 以下的纳米微粒 , 所以在工业生产和试验中很少被采纳。 化学方法主要有共沉淀法、溶胶 - 凝胶法、微乳液法、水解法、水热法等。采用化学方法获得的纳米微粒的粒子一般质量较好 , 颗粒度较小 , 操作方法也较为容易 , 生产成本也较低 , 是目前研究、生产中主要采用的方法 。 磁性 Fe3 O4 纳米颗粒的制备方法 目前 , 制备磁性 Fe3O4 纳米颗粒方法的机理已研究得很透彻 , 归结起来一般分为两种。一是采用二价和三价铁盐 , 通过一定条件下的反应得到磁性 Fe3O4 纳米颗粒; 另一种则是用三价铁盐 , 在一定条件下转变为三价的氢氧化物 , 最后通过烘干、煅烧等手段得到磁性 Fe3O4 纳米颗 粒。 （一）共沉淀法 沉淀法是在包含两种或两种以上金属离子的可溶性盐溶液中 , 加入适当的沉淀剂 , 使金属离子均匀沉淀或结晶出来 , 再将沉淀物脱水或热分解而制得纳米微粉。 （二）溶胶 - 凝胶法 溶胶 - 凝胶方法 (Sol - Gel) 是日本科学家Sugimoto 等于上世纪90 年代发展起来的一种液相制备单分散金属氧化物颗粒的新工艺 。 （三）微乳液法 微乳液是由油、水、表面活性剂有时存在助表面活性剂组成的透明、各向同性、低黏度的热力学稳定体系 , 其中不溶于水的非极性物质作为分散介质 , 反应物水溶液为分散相 , 表面活性剂为乳化剂 , 形成油包水型 (WΠO) 或水包油 (OΠW) 微乳液。 （四）水热法 水热法是在密闭高压釜内的高温、高压反应环境中 , 采用水作为反应介质 , 使通常难溶或不溶的前驱体溶解 , 从而使其反应结晶的一种方法。 （五）其他制备方法 除了以上几种常见的制备方法外 人们还开,发了一些制备Fe3O4的方法。如水解法、多元醇还原法、前驱体热分解法、溶剂热法等 。由于上述方法对实验设备和制备条件方面的要求相对高一些 , 因而大多数也只停留在研究阶段。 三、 纳米四氧化三铁的应用 当粒子的尺寸降至纳米量级时 , 由于纳米粒子的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等的影响 , 使其具有不同于常规体相材料的特殊的磁性质。这也使其在工业、生物医药等领域有着特殊的应用。 （一）生物医药 磁性高分子微球（也称免疫磁性微球）是一种由磁性纳米颗粒和高分子骨架材料制备而成的生物医用材料，其中的高分子材料包括聚苯乙烯、硅烷、聚乙烯、聚丙烯酸、淀粉、葡聚糖、明胶、白蛋白、乙基纤维素等，骨架材料主要是具有磁性的无机材料。而Fe3O4因具有物料性质稳定、与生物相容性较好、强度较高，且无毒副作用等特点，而被广泛的应用于生物医用的多个领域，如磁共振成像、磁分离、靶向药物载体、肿瘤热疗技术、细胞标记和分离，以及作为增强显影剂、造影剂的研究、视网膜脱离的修复手术等。 尤其在