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第1章 纳米材料的基本概念1

1.1 纳米材料的发展简史1

1.2 纳米材料的物理和化学性质3

1.2.1 纳米材料的物理性质3

1.2.2 纳米材料的化学性质10

1.3 磁现象与磁性材料11

1.3.1 磁现象11

1.3.2 磁性材料14

1.4 磁性纳米材料和磁性流体15

1.4.1 磁性纳米粒研究及其应用进展15

1.4.2 磁性纳米晶材料研究及其应用进展16

1.4.3 磁性纳米结构材料研究及其应用进展17

1.4.4 磁性流体研究及其应用进展18

参考文献20

第2章 原料的处理22

2.1 FeCl3的制备与纯化22

2.1.1 FeCl3的物理化学性质及其用途22

2.1.2 FeCl3的制备与纯化23

2.2 FeSO4的制备与纯化29

2.2.1 FeSO4的物理化学性质及其用途29

2.2.2 FeSO4的制备与纯化30

2.3 ZnSO4·7H2O的制备与纯化33

2.3.1 从废锌铁合金中制备硫酸锌33

2.3.2 从含锌废液中制备硫酸锌34

2.4 BaCl2的制备与纯化35

2.4.1 离子交换法35

2.4.2 盐酸浸取法36

2.5 其它原料的制备与纯化38

参考文献39

第3章 磁性纳米粒和磁性流体的制备41

3.1 磁性纳米粒的制备41

3.1.1 化学沉淀法41

3.1.2 热解法45

3.1.3 水热法45

3.1.4 溶胶-凝胶法49

3.1.5 微乳液法51

3.1.6 相转移法53

3.1.7 外加场法54

3.1.8 自蔓延高温燃烧法58

3.1.9 介质分散法62

3.2 纳米粒的表面改性64

3.2.1 物理化学原理64

3.2.2 液相改性65

3.2.3 气固流态化改性69

3.3 磁性流体的制备71

3.3.1 高能球磨法71

3.3.2 表面活性剂法71

3.3.3 表面接枝法72

3.3.4 微乳液法74

3.3.5 真空蒸发-分解法75

3.3.6 火花电蚀法75

3.3.7 电解沉积法75

3.3.8 等离子体法76

3.3.9 气相液相反应法76

3.4 制备与改性过程的研究76

3.4.1 产品纯度的控制76

3.4.2 产品粒度的控制79

3.4.3 反应动力学的研究85

3.4.4 无机包覆中成膜与成核的竞争87

参考文献87

第4章 磁性纳米粒和磁性流体的表征95

4.1 磁性纳米粒的表征95

4.1.1 电镜观察法95

4.1.2 电子能量损失谱99

4.1.3 X射线衍射100

4.1.4 比表面积法105

4.1.5 拉曼光谱107

4.1.6 红外光谱109

4.1.7 穆森堡尔谱114

4.1.8 磁特性测定——振动样品磁强计117

4.1.9 元素测定119

4.1.10 俄歇电子能谱仪121

4.2 磁性流体的表征123

4.2.1 流变测定123

4.2.2 表面张力测定127

4.2.3 沉降测定130

4.2.4 激光粒度散射135

4.2.5 原子力显微镜137

4.2.6 稳定性测定140

4.2.7 古埃磁天平142

参考文献146

第5章 磁性流体的动力学和热力学特性149

5.1 基本概念149

5.1.1 流体运动的分类149

5.1.2 描述流体运动的主要方法149

5.1.3 流体力学基本概念149

5.1.4 流体力学基本方程150

5.2 稳定机制151

5.3 静力学和伯努利方程151

5.3.1 静力学151

5.3.2 伯努利方程152

5.4 分子模拟预测磁流变特性153

5.4.1 蒙特卡洛方法154

5.4.2 格子Boltzmann方法155

5.5 动力学基本方程及其求解155

5.5.1 基本方程157

5.5.2 本构方程158

5.5.3 数值模拟基础161

5.6 两相流和自由界面流动162

5.6.1 两相流162

5.6.2 磁性流体解析模型基本方程163

5.6.3 自由界面流动165

5.7 磁性流体的宏观动力学模拟170

5.7.1 磁性流体-水两相流动的实验和模拟研究170

5.7.2 磁性流体液滴形成的实验和模拟研究173

5.8 传热特性的分子模拟179

5.8.1 分子动力学方法180

5.8.2 Lattice Boltzmann方法181

参考文献182

第6章 磁性纳米粒和磁性流体在工业领域的应用186

6.1 磁性作用力的应用186

6.1.1 磁性流体密封186

6.1.2 磁流研磨189

6.1.3 磁粉探伤191

6.1.4 磁性流体润滑192

6.1.5 磁性流体陀螺194

6.1.6 磁性流体扬声器195

6.2 磁感应悬浮力的应用196

6.2.1 化合物提取196

6.2.2 磁浮选196

6.2.3 磁开关199

6.3 磁流变液运动阻尼的应用200

6.3.1 磁流变阻尼201

6.3.2 磁流变减振202

6.3.3 磁流变液制动203

6.4 磁性涂料与屏蔽性能204

6.4.1 磁性纳米隐身材料204

6.4.2 磁性纳米材料的隐身机理205

6.4.3 纳米铁氧体的吸波特性205

6.4.4 纳米铁氧体在隐身涂料中的应用206

6.5 光催化剂的磁分离207

6.6 磁光效应材料208

6.6.1 概述208

6.6.2 应用208

6.6.3 磁光效应材料的发展前景212

参考文献212

第7章 磁性纳米粒和磁性流体在生物技术和医药领域的应用216

7.1 磁共振成像216

7.1.1 超顺磁性氧化铁颗粒的一般性质217

7.1.2 超顺磁性氧化铁的生物学特性217

7.1.3 超顺磁性氧化铁对比剂的增强原理222

7.1.4 超顺磁性氧化铁在肝脏磁共振成像中的临床应用223

7.1.5 超顺磁性氧化铁的毒副作用224

7.2 磁分离225

7.2.1 核酸的纯化225

7.2.2 蛋白质的分离227

7.2.3 细胞的分离228

7.3 固定化酶230

7.4 药物传输231

7.5 磁热疗232

7.5.1 磁热疗的分类233

7.5.2 磁性流体发热机制233

7.5.3 热疗的生物学机制235

7.5.4 磁热疗的应用235

7.6 生物检测236

7.7 靶向药物237

7.8 组织修复238

7.9 磁感染238

7.10 展望239

参考文献240