纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用举例

来源：广州宏武材料科技有限公司     发布时间：2017-11-02浏览量：次

      众所周知，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 , 使得纳米四氧化三铁FE3O4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。
 
纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用之一：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。 尤其在治癌导向药物载体和肿瘤磁过热疗方面， 目前已成为国内研究的重点和热点。
  
纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用之二：磁性液体 
      磁性液体是一种新型功能材料，它将是众多的纳米级的铁磁性或亚铁磁性微粒高度弥散于液态载液中而构成的一种高稳定的胶体溶液，微粒与载液通过表面活性剂混成的这种磁性液体即使在重力场、电场、磁场作用下也能长期稳定的存在，不产生沉淀与分离。目前，磁性流体已经广泛应用于选矿技术、精密研磨、磁性液体阻尼装置、磁性液体密封、磁性液体轴承、磁性液体印刷、磁性液体润滑、磁性液体燃料、磁性液体染料、磁性液体速度传感器和加速度传感器、磁性液体变频器、磁性液体陀螺仪、水下低频声波发生器、用于移位寄存器显示等。 
  
纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用之三：催化剂载体   
      Fe3O4 颗粒在很多工业反应中被用作催化剂 , 如制取NH3 (Haber 制氨法) 、高温水气转移反应和天然气的去硫反应等 。由于 Fe3O4纳米微粒尺寸小 , 比表面积大 , 且纳米颗粒表面光滑性差 , 形成了凹凸不平的原子台阶 , 增加了化学反应的接触面。同时, 以 Fe3O4 颗粒为载体,催化剂成分覆在颗粒表面 , 制得核 - 壳结构的催化剂超细粒子 , 既保持了催化剂高的催化性能 , 又使催化剂易于回收。因此 , Fe3O4 颗粒被大量应用于催化剂载体研究中。

纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用之四：微波吸波材料  
      纳米微粒由于小尺寸效应使它具有常规大块材料不具备的光学特性 , 如光学非线性 , 以及光吸收、光反射过程中的能量损耗等 , 都与纳米微粒的尺寸有很大的依赖关系。研究表明 , 利用纳米微粒的特殊的光学特性制备成各种光学材料将在日常生活和高技术领域得到广泛的应用。目前关于这方面研究还处在实验室阶段。纳米微粒的量子尺寸效应等使它对某种波长的光吸收带有蓝移现象。纳米微粒粉体对各种波长光的吸收有宽化现象。Fe3O4 磁性纳米粉由于具有高的磁导率 , 可以作为铁氧体吸波材料的一种 , 应用在微波吸收方面。
  
纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用之五：磁记录材料

      纳米 Fe3O4 磁性颗粒的另一个重要用途是用来做磁记录材料。纳米 Fe3O4 由于其尺寸小 , 其磁结构由多畴变为单畴 , 具有非常高的矫顽力 ,用来做磁记录材料可以大大提高信噪比 , 改善图像质量 , 而且可以达到信息记录的高密度。为了达到最好的记录效果 , 纳米 Fe3O4 颗粒必须有较高的矫顽力和剩余磁化强度 , 尺寸较小、耐腐蚀、耐摩擦以及适应温度的改变。
  
纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用之六：磁性密封本文由宏武纳米整理，转载请注明出处。

      磁性液体又称磁流体或铁磁流体, 具有可通过磁场控制其物理性能的特点，具有液态载体的流动性、润滑性以及密封性。它是由纳米级(10nm 以下) 的强磁性微粒高度弥散于某种液体中所形成的稳定的胶体体系。可用作机械密封的旋转轴密封（动密封），利用磁性液体既是流体又是磁性材料的特点,可以把它吸附在永久磁铁或电磁铁的缝隙中,使两个相对运动的物体得到密封。形成液体O型环，用于精密仪器、精密机械、气体密封、真空密封、压力密封等；动密封应用最广，可实现零泄漏，具有密封液用量少、防震、无机械磨损、小磨擦、低功耗、无老化、自润滑、寿命长、转速适应范围宽、结构简单、对轴加工精度及光洁度要求不高、密封可靠等优点。 
 
纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用之七：磁保健

      人体具有生物磁场，人体的每一个细胞都是一个磁微单元，因此外界磁场的变化都会影响人体的生理机能。据报道可知，磁场对人体的神经系统、心脏功能、血液成份、血管系统、血脂、血液流变学、免疫功能、内分泌功能和的活性等具有影响作用。因此，对人体具有疾病治疗和保健作用。基于这种原理，我们发明了纳米磁性粉体，使添加此种粉体的产品达到调整人体机能和提高抗病能力，起到医疗保健作用的。制得的水基磁性液体稳定性很好，放置几个月仍能均匀分散。因此，可将水基磁性液体作为一 种类似于磁性颜料易于添加到各种产品中；可广泛用于各类化纤、塑料、橡胶等，是保健产品、养生产品的极佳添加材料。目前市场上也存在一些纳米磁性材料的应用产品，如纳米磁疗产品，纳米磁疗护膝、纳米磁疗手链等。
 
纳米四氧化三铁FE3O4的8大典型应用之八：水体污染物吸附脱除及贵金属回收

      随着工业化的快速发展， 随之带来的水污染越来越严重，特别是水体中的金属离子、难降解有机污染物等，处理后不易分离，如果采用磁性的吸附材料 就能比较容易地进行分离。如Chang等 ［46］ 制得了具有超顺磁性的拜耳石/SiO2/Fe3O4纳米吸附剂，其 饱和磁化强度为8.7emug－1 。用其吸附处理水体中 的氟化物，吸附测试表明该吸附剂对水体中氟化物的吸附能力可达38g·kg －1 ，并且这种超顺磁性的纳 米吸附剂具有大的吸附容量，特别容易与水体分离，这对水资源的保护具有重大意义。Tseng等 ［47］ 在 Fe3O4纳米晶表面裹覆聚醋酸乙烯制备磁性聚合物吸附剂， 并与亚氨基二酸螯合金属离子配体联合使用吸附处理水体中的Cu2+ ，发现在pH=4.5时该吸 附剂的吸附能力达到最大，为0.121mmol·g －1 ，对含 Cu2+的污水表现出了优异的脱除性能。另外，磁性FE3O4O4纳米晶还可以用作贵金属离子的吸附剂，如Uheida等［48］利用Fe3O4纳米晶吸附盐酸蒸馏液中 的Pd2+、Rh3+、Pt4+等贵金属离子时，发现其对Pd 2+ 最大吸附量为0.103mmol·g －1 ，对Rh3+ 最大吸附量 为0.149mmol·g－1，对Pt4+ 最大吸附量为0.068mmol·g－1。因此磁性Fe3O4纳米晶也是一种很好的溶液贵金属吸附剂，这对贵金属的回收利用具有重大意义。

  本文由宏武纳米整理，转载请注明出处。