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磁性纳米复合水凝胶的制备及其性能研究
磁性纳米复合水凝胶的制备及其性能研究
摘要：
本文主要研究了磁性纳米复合水凝胶的制备方法及其性能。研究结果表明，合适的制备方法可以制备出性能优良的磁性纳米复合水凝胶。所制备的样品具有良好的磁响应性能，可以通过外界磁场实现迅速的吸附和放出过程。同时，所制备的样品具有优良的吸水性能和力学性能，具有良好的应用前景。
关键词：磁性纳米复合水凝胶，制备方法，性能研究，磁响应性，吸水性能，力学性能
1.引言
随着科技的不断进步，人们对材料性能的要求也越来越高。纳米材料由于其尺寸小、比表面积大、量子效应和表面效应等特殊性质，在材料科学、能源、电子、医药等领域具有广泛的应用前景。同时，水凝胶作为一种新型的材料，因其优良的水吸附性能和生物相容性，正在得到越来越广泛的研究。
近年来，磁性纳米复合水凝胶作为一种新型材料，因其既具有磁性，又具有水凝胶的特性，具有广泛的应用前景。磁性纳米复合水凝胶可以通过外界磁场实现快速吸附和放出，具有良好的应用前景。
本文即旨在研究磁性纳米复合水凝胶的制备方法及其性能，以期为其应用提供理论基础和技术支持。
2.实验材料及方法
2.1实验材料
铁氧体纳米粉、聚丙烯酰胺(Am)、哌嗪(MD)、二甲基亚硫酰胺(DMSO)、碳酸盐(混合)、红色染料以及双氧水等试剂均为优化纯级试剂。
2.2实验方法
2.2.1制备磁性纳米颗粒
将一定量的铁氧体纳米粉（0.1g）加入到一定量的聚丙烯酰胺(Am)（0.2g）中，并在搅拌下使其完全溶解。然后将一定量的二甲基亚硫酰胺(DMSO)（1mL）加入到溶液中，并在搅拌下制备出磁性纳米颗粒。
2.2.2制备磁性纳米复合水凝胶
将一定量的碳酸盐(混合)（0.2g）加入到一定量的哌嗪(MD)（0.4g）中，并在搅拌下使其完全溶解。然后将制备好的磁性纳米颗粒（0.1g）加入到溶液中，并在搅拌下制备出磁性纳米复合水凝胶。
2.2.3分析样品性能
通过扫描电子显微镜(SEM)观察所制备的样品表面形貌。利用磁盘磁强计(HMS)测试所制备的样品的磁响应性能。通过吸水性能测定和拉伸试验测试所制备的样品的吸水性能和力学性能。
3.实验结果与讨论
3.1扫描电子显微镜(SEM)观察
通过SEM观察可以看到，所制备的磁性纳米复合水凝胶表面平整，无明显的微观结构缺陷。图1为所制备的磁性纳米复合水凝胶SEM图像。
图1磁性纳米复合水凝胶SEM图像
3.2磁响应性能测试
通过HMS测试可以得到所制备样品的磁响应性能。磁性纳米颗粒的加入可以使样品具有磁响应性能。当加入外界磁场时，样品可以迅速吸附或放出，具有优异的应用前景。图2为不同磁场下样品的饱和磁化强度随磁场强度的变化曲线。
图2不同磁场下样品的饱和磁化强度随磁场强度的变化曲线
3.3吸水性能测试
通过吸水性能测定，可以得到所制备磁性纳米复合水凝胶的吸水性能。图3为所制备样品吸水性能测试图像。可以看到，所制备样品可以迅速吸收水分，并且经过一定时间后，完全被水分浸泡。这种吸水性能可以为其在生物药物等领域的应用提供理论基础和技术支持。
图3所制备样品吸水性能测试图像
3.4力学性能测试
通过拉伸试验，可以对所制备样品的力学性能进行测试。图4为所制备样品力学性能测试结果。可以看到，所制备样品可以在一定范围内实现延展和收缩，具有优良的力学性能。
图4所制备样品力学性能测试结果
4.结论
本文主要研究了磁性纳米复合水凝胶的制备方法及其性能。实验结果表明，所制备的样品具有良好的磁响应性能、吸水性能和力学性能。这种具有磁性和水凝胶特性的新型材料具有广泛的应用前景。