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1.3.2.2 固定化酶4
1.3.3 环保领域的应用5
1.5 本课题的提出5
1.5.1 本课题拟解决的问题 5
1.5.2 具体研究手段6
1.5.3 研究内容 6
2 实验部分 7
2.1实验试剂 7
2.2实验设备 7
2.3 聚丙烯腈微球的制备与表征 7
2.4 磁性聚丙烯腈微球的制备、分离与表征 8
3 结果讨论与分析10
3.1 聚丙烯腈微球的光镜图分析 10
3.2 聚丙烯腈微球的扫描电镜（SEM）谱图分析11
3.3 磁性聚丙烯腈微球的SEM、X射线衍射谱图（XRD）分析 14
3.4 产物分离数据分析15
4 结论 17
参考文献19
致谢 18
1 引言
作为一种新型功能材料，聚合物磁性微球是由磁性纳米颗粒与高分子骨架材料复合而成的一种有机-无机复合材料，有许多独特的物理化学特性。一方面，由于微球上复合的纳米颗粒的磁导向性，在有外加磁场的情况变化的情况下，聚合物磁性微球可以随之而运动，从而能够实现将此行微球快速的与体系分离开来[1-3]；另一方面，可以通过化学方法对聚合物微球的骨架材料的有机表面进行改性，使之表面富含大量的功能性基团（如-OH、-NH2、-COOH、-SH、-CHO），从而使磁性微球具有不同的表面功能与反应活性[4-7]。因此聚合物磁性微球在生化分离、医药工程、催化等诸多领域具有广泛的应用前景。
1.1 聚合物磁性微球的结构与组成[8]
从目前的研究来看，聚合物磁性微球的结构可以分为核/壳式结构与夹心结构，其中核/壳结构既可以将高分子材料作为核，无机磁性材料作为壳层（如图1.1a）；也可以将无机磁性材料作为核，高分子材料作为壳层（如图1.1b）。而如果把高分子材料作为外层与内层，将无机磁性材料夹在其中，则称这种结构为夹心结构。（如图1.1c）。
图1.1 聚合物磁性微球的结构
1.1.1 高分子材料的组成
当前，用于制备聚合物磁性微球的的高分子材料多为氨基酸与聚多糖类等。其中氨基酸材料既可以使用天然氨基酸如明胶、酶类；也可以使用合成氨基酸如聚赖氨酸、聚谷氨酸等。既可以用单独一种氨基酸作为骨架材料[9]；也可根据各种氨基酸的官能团使用多种来作为骨架材料。聚多糖骨架材料主要有淀粉、葡萄糖、聚壳聚糖等[10]。此外，还可以使用其他高分子聚合物如聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚苯乙烯等[11-13]。
1.1.2 磁性材料的组成
通常用于聚合物磁性微球的磁性材料有铁粉、磁铁矿等，其中，最常使用的是Fe3O4磁流体[14]。可以通过简单的物理粉碎法或者化学合成法来制备Fe3O4磁流体。物理粉碎法是把磁铁矿放置在表面活性剂中粉碎，使之形成分散在液体中的微粒后再加入适当的有机溶剂。化学合成法则是将Fe3Cl、Fe2Cl、Fe(OH)3 固体混合在适当的溶剂中后，在一定温度下搅拌，反应生成超细Fe3O4纳米颗粒，同时在反应过程中加入表面活性剂，粒子便会均匀的分散在液体之中[15]。
1.2 磁性聚合物微球的制备
以无机磁性材料为核，高分子材料为壳层的磁性聚合物微球的制备方法可以分为物理沉积和化学聚合两种方法。而以高分子材料为核，无机磁性材料为壳层的磁性聚合物微球的制备方法则可以通过本文介绍的方法，先通过静电喷射法制备聚合物微球，再用溶剂热法将无机磁性材料涂覆在微球表面的方法来制备。
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