Биосовместимые магнитные наноматериалы на основе оксида железа (III)

• Автор: Чеканова, Анастасия Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.01, 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Содержание
1. Введение

2. Литературный обзор.

2.1. Основные типы кристаллических структур оксидов, гидроксидов железа и ферритов 2.1.1 .Структура гидратированных оксидов.

2.1.2. Структура оксидов.

2.1.3. Структура гексаферритов.

2.2. Основные методы получения магнитных наночастиц.

2.3. Стабилизация и поверхностная модификация магнитных наночастиц

2.3.1. Защитные покрытия.

2.3.2. Неорганические матрицы

2.3.3. Органические матрицы

2.3.4. Гуминовыс вещества
2.4. Магнитные свойства наночастиц
2.4.1. Механизмы нагрева магнитных частиц
2.4.2. Электрические и магнитные свойства соединений на основе оксидов железа. .
2.4.3. Магнитное упорядочение в материалах на основе оксидов железа
2.5. Перспективы применения магнитных наночастиц в медицине.
2.5.1. Метод гипертермии.
2.5.2. Адресная доставка лекарств
2.5.3. Магнитное сепарирование .
2.6. Использование мсссбауэроиской спектроскопии при исследовании соединений па
основе оксидов железа.
2.7. Биологическая роль и токсичность наночастиц
3. Экспериментальная часть
3.1. Методы синтеза
3.2. Модификация поверхности наночастиц гуминовыми кислотами.
3.3. Методы исследования.
4. Обсуждение результатов.
4.1. Сравнительный анализ экспериментальных методик получения магнитных
наночастиц,.
4.1.1. Синтез магнитных наночастиц методом микроэмульсий.
4.1.2. Синтез магнитных наночастиц методом кристаллизации из стеклообразных матриц.
4.1.3. Синтез магнитных наночастиц разложением соединений железа в вмеококипящих неводных растворителях.
4.1.4. Получение магнитных наночастиц методом соосаждения
4.1.5. Синтез магнитных наночастиц пиролизом аэрозолей.
4.2 Модификация поверхности магнитных наночастиц гуминовыми кислотами
4.2.1. Модификация поверхности гуминовыми веществами.
4.2.2. Измерение агрегативной устойчивости коллоидных растворов
4.3. Определение токсичности наночастиц
4.4. Магнитная структура и потенциальные применения магнитных наночастиц.
5. Выводы
6. Список литературы.
7. Приложения
1. Введение
Актуальность


Низкотемпературные мсссбауэровкие исследования показали, что существуют две различные позиции , но они не являются упорядоченными, либо ионы железа занимают две различные октаэдрические позиции, либо как октаэдрическую, так и тетраэдрическую позиции. Аналогичное поведение наблюдается у кубического . Медленный нагрев ферроксигита при температуре 0 С приводит к перемещению всех ионов Рс. Такой нагрев вызывает кристаллографические изменения с образованием немагнитного гтита 6. Предполагается, что для гидроксидных соединений существует три формы берналит 1с0Нз пН с кубической элементарной ячейкой а 0. Так называемые зеленые ржавчины относятся к группе синезелных гидроксисоединений, которые образуются в бескислородных условиях во время коррозии стали. Эти соединения изоструктурны пироауриту МбГс2ОНбСОз и состоят из слов гексагональной плотнейшей упаковки 26 октаэдров структура 2, в которых некоторое количество 2 замещается на соотношение 73 варьируется между 0. Атомы 3 образуют положительно заряженные слои, который уравновешен анионами, расположенными между октаэдрическими слоями, в том числе хлоридными Зеленая ржавчина I и сульфатными зеленая ржавчина II. Параметры ромбоэдрической элементарной ячейки для зелной ржавчины I составляют а 0. II а0. Также известны ржавчины с нитратными, карбонатными, перхлоратными и оксалатными анионами. В нитратные, сульфатные и хлоридные формы ржавчины может интсркаллироваться слой молекул воды 8. К наиболее распространенным оксидам железа относят обычно ИезОд, а и уРегОз Рис. Оксид железа II вюстит Ре. О обладает дефектной структурой хлорида натрия и достаточно легко окисляется до оксидов железа III. Рис. Структура гематита аРс а, магненита РезОд б, вюсткта РсО с упорядочение октаэдров в аРе а, шаровая модель изображения элементарной ячейки аРе2Оэа1 сочленение полиэдров тетраэдров и октаэдров в Рсз б, шаровая модель изображения элементарной ячейки Рез61, расположение октаэдров и тетраэдров в структуре шпинели 62 октаэдры в структуре вюстита с, элементарная ячейка вюстита с1. Гематит аГегО с грсч. РЫта кровь изоструктурсн корунду Табл. Координационные группы РеОб сочленены как по вершинам, так и по ребрам и граням, а ион О2 окружен четырьмя ионами Ре Рис. РсОб наблюдается дна набора расстояний РсО три расстояния РеО равны 1,5 А и три 2,6 А. Вюстит, полученный при обычном атмосферном давлении, является дефицитной по железу фазу Ре. О со структурой Рис. В структуре вюстита часть ионов Рс2 замещена ионами Рс3, так что два иона Ре3 замещают три иона Ре2 с сохранением элекгронсйтральности структуры в целом. Стехиометрический РеО синтезируют из РеоО и металлического железа при давлении кбар и температуре 0 9. При температуре С состав оксида находится в интервале Рео,бО Рсо,, а при более низких температурах приближается к граничному. При 0 С оксид имеет состав 1со. О, а при еще более низких температурах происходит диспропорционнрование на аРеРез 2, поэтому синтез следует проводить при температурах 0 С с последующей закалкой. При температуре 0 К наблюдается фазовый переход второго рода, и сопровождается возникновением антиферромагнетизма и очень небольшими структурными преобразованиями с понижением симметрии до ромбоэдрической параметр элементарной ячейки меняется с составом почти линейно, например а 4, А для , ат. А для , ат. Предполагается, что в структуре закаленных образцов состава Рео. Коха, окружающих тетраэдрическую пустоту в шаровой упаковке ионов О2, в которую внедряется один из ионов Рс3 отношение числа вакансий к числу катионов в таких пустотах равно 3,21. Структура шпинели. Магнетит РетОл смешанный оксид железа, имеющий структуру обращенной шпинели РетстрРеРеа где 13 катионов занимает тетраэдрические пустоты в кубической плотнейшей упаковке анионов О2, а равные количества катионов Рс2 и Ре3 располагаются в октаэдрических пустотах Рис. Реш является катиондефицитной. В стсхиомстричном магнетите соотношение между двухвалентным и трхвалентным железом РепРеш 0. Железо со степенью окисления Ре может быть частично или полностью быть замещено на другие двухвалентные ионы, например 2п, , Мп, 1 и. РеуО маггемит имеет, как и магнетит Рс3гсгрРс2Ре3о0. Ре2 заменяют катионные вакансии.