Các hạt nano magnetite mesoporous đơn tinh thể đồng nhất được sinh ra bởi các bọt khí ở quy mô nano

Fuping Dong1, Wanping Guo1, Chang-Sik Ha1
1Pioneer Research Center for Nanogrid Materials, Department of Polymer Science and Engineering, Pusan National University, Busan, Korea

Tóm tắt

Các nanospheres magnetite mesoporous đơn tinh thể đồng nhất với kích thước hạt khoảng 100 nm và kích thước lỗ 7.6 nm đã được tổng hợp thông qua quá trình solvothermal. Hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua cho thấy rõ cấu trúc mesoporous của sản phẩm. Dữ liệu hấp thụ-giải hấp thụ nitơ xác nhận rằng kích thước lỗ nằm trong khoảng quy mô meso. Dựa trên các thí nghiệm tiến hóa, một cơ chế có thể giải thích đã được đề xuất, bao gồm quy trình hình thành cấu trúc mesoporous do bọt khí gây ra. Các nanospheres magnetite mesoporous thể hiện giá trị từ tính cao, điều này bắt nguồn từ cấu trúc tinh thể đơn, như đã được xác nhận bởi dữ liệu kính hiển vi điện tử truyền qua có độ phân giải cao. Bằng việc đơn giản là giảm nồng độ amoni axetat, các hình cầu rỗng magnetite hoặc các hạt nano tập hợp có thể thu được. Công trình này có thể mang lại những tiến bộ mới trong việc chế tạo magnetite với các cấu trúc bên trong khác nhau.

Từ khóa

#magnetite #nanospheres #mesoporous #đơn tinh thể #solvothermal #kính hiển vi điện tử truyền qua #cấu trúc bên trong

Tài liệu tham khảo

Andersson N, Corkery RW, Alberius PCA (2007) One-pot synthesis of well ordered mesoporous magnetic carriers. J Mater Chem 17:2700–2705 Cao S, Zhu Y, Ma M, Li L, Zhang L (2008) Hierarchically nanostructured magnetic hollow spheres of Fe3O4 and gamma-Fe2O3: preparation and potential application in drug delivery. J Phys Chem C 112:1851–1856 Caruso F, Spasova M, Susha A, Giersig M, Caruso RA (2001) Magnetic nanocomposite particles and hollow spheres constructed by a sequential layering approach. Chem Mater 13:109–116 Craig VSJ (2011) Very small bubbles at surfaces-the nanobubble puzzle. Soft Matter 7:40–48 Deng H, Li X, Peng Q, Wang X, Chen J, Li Y (2005) Monodisperse magnetic single-crystal ferrite microspheres. Angew Chem Int Ed 44:2782–2785 Dong F, Guo W, Bae J-H, Kim S-H, Ha C-S (2011) Highly porous, water-soluble, superparamagnetic, and biocompatible magnetite nanocrystal clusters for targeted drug delivery. Chem Eur J 17:12802–12808 Guo S, Li D, Zhang L, Li J, Wang E (2009) Monodisperse mesoporous superparamagnetic single-crystal magnetite nanoparticles for drug delivery. Biomaterials 30:1881–1889 Han Y, Fuji M, Shehukin D, Mohwald H, Takahashi M (2009) A new model for the synthesis of hollow particles via the bubble templating method. Cryst Growth Des 9:3771–3775 Hu P, Yu L, Zuo A, Guo C, Yuan F (2009) Fabrication of monodisperse magnetite hollow spheres. J Phys Chem C 113:900–906 Jiao F, Jumas J-C, Womes M, Chadwick AV, Harrison A, Bruce PG (2006) Synthesis of ordered mesoporous Fe3O4 and gamma-Fe2O3 with crystalline walls using post-template reduction/oxidation. J Am Chem Soc 128:12905–12909 Li C, Yin X, Wang T, Zeng H (2009) Morphogenesis of highly uniform CoCO3 submicrometer crystals and their conversion to mesoporous Co3O4 for gas-sensing applications. Chem Mater 21:4984–4992 Liu Z, Zhang D, Han S, Li C, Lei B, Lu W, Fang F, Zhou C (2004) Single crystalline magnetite nanotubes. J Am Chem Soc 127:6–7 Liu J, Liu F, Gao K, Wu J, Xue D (2009a) Recent developments in the chemical synthesis of inorganic porous capsules. J Mater Chem 19:6073–6084 Liu J, Sun Z, Deng Y, Zou Y, Li C, Guo X, Li F, Zhao D (2009b) Highly water-dispersible biocompatible magnetite particles with low cytotoxicity stabilized by citrate groups. Angew Chem Int Ed 48:5875–5879 Lou X, Archer L, Yang Z (2008) Hollow micro-nanostructures: synthesis and applications. Adv Mater 20:3987–4019 Lu A, Schuth F (2006) Nanocasting: a versatile strategy for creating nanostructured porous materials. Adv Mater 18:1793–1805 Lynch J, Zhuang J, Wang T, LaMontagne D, Wu H, Cao Y (2011) Gas-bubble effects on the formation of colloidal iron oxide nanocrystals. J Am Chem Soc 133:12664–12674 Oskam G, Nellore A, Penn RL, Searson PC (2003) The growth kinetics of TiO2 nanoparticles from titanium (IV) alkoxide at high water/titanium ratio. J Phys Chem B 107:1734–1738 Peng Q, Dong Y, Li Y (2003) ZnSe semiconductor hollow microspheres. Angew Chem Int Ed 42:3027–3030 Pinna N, Grancharov S, Beato P, Bonville P, Antonietti M, Niederberger M (2005) Magnetite nanocrystals: nonaqueous synthesis, characterization, and solubility. Chem Mater 17:3044–3049 Suh WH, Jang AR, Suh YH, Suslick KS (2006) Porous, hollow, and ball-in-ball metal oxide microspheres: preparation, endocytosis, and cytotoxicity. Adv Mater 18:1832 Sun Q, Ren Z, Wang R, Chen W, Chen C (2011) Magnetite hollow spheres: solution synthesis, phase formation and magnetic property. J Nanopart Res 13:213–220 Teng X, Black D, Watkins NJ, Gao Y, Yang H (2003) Platinum-maghemite core-shell nanoparticles using a sequential synthesis. Nano Lett 3:261–264 Tian B, Liu X, Solovyov L, Liu Z, Yang H, Zhang Z, Xie S, Zhang F, Tu B, Yu C, Terasaki O, Zhao D (2004) Facile synthesis and characterization of novel mesoporous and mesorelief oxides with gyroidal structures. J Am Chem Soc 126:865–875 Tiemann M (2007) Porous metal oxides as gas sensors. Chem Eur J 13:8376–8388 Trewyn B, Giri S, Slowing I, Lin VSY (2007) Mesoporous silica nanoparticle based controlled release, drug delivery, and biosensor systems. Chem Commun 31:3236–3245 Xia H, Foo P, Yi J (2009) Water-dispersible spherically hollow clusters of magnetic nanoparticles. Chem Mater 21:2442–2451 Yu B, Kwak SY (2010) Assembly of magnetite nanocrystals into spherical mesoporous aggregates with a 3-D wormhole-like pore structure. J Mater Chem 20:8320–8328 Zeng H (2006) Synthetic architecture of interior space for inorganic nanostructures. J Mater Chem 16:649–662 Zhang G, Liu Y, Zhang C, Hu W, Xu W, Li Z, Liang S, Cao J, Wang Y (2009) Aqueous immune magnetite nanoparticles for immunoassay. J Nanopart Res 11:441–448 Zhao L, Zhang H, Tang J, Song S, Cao F (2009) Fabrication and characterization of uniform Fe3O4 octahedral micro-crystals. Mater Lett 63:307–309