磁性奈米顆粒合成方法

近年來許多磁性奈米顆粒合成方法的相關文獻被提出，其內容分別針

對了磁性奈米顆粒的形狀、穩定性以及合成大小等性質的控制做出了探 討。目前製備磁性奈米顆粒的方法主要可分成化學合成法以及物理合成 法兩大方向，幾種主要的合成方法詳細內容如下:

(1) 機械粉碎法

機械粉碎法最早是由 Papell 於 1965 年所提出來的，為最早合成磁性流 體的方法之一，其作法是將 Fe₃O4和界面活性劑以一定的比例混合均勻後，

以球磨機研磨 500~1000 小時，再以離心機分離出較大的顆粒，即可得到 磁性的膠體溶液(Papell, 1965)。但以此種方式製備的磁性膠體溶液具有顆 粒大小不均、膠體溶液濃度低以及製備時間長等缺點，並且在合成的過 程容易受到污染。

(2) 共沉澱法

共沉澱法與其他合成法比較起來，其方法較為容易，作法是將 Fe²⁺與 Fe³⁺鹽類溶液均勻混合後，再加入鹼性溶液就可以合成出磁性流體。合成 的過程中鹽類的種類和 Fe²⁺與 Fe³⁺溶液的混合比例，以及反應時的溫度 和 pH 值，都會對磁性奈米顆粒的組成、粒徑大小、形狀產生影響。此法 由於具有成本低廉、操作簡單並且可於短時間內大量製備等優點，非常 利於工業上大量生產。

(3) 熱裂解法

熱裂解法為在非水溶液介質中加熱不安定之有機金屬化合物，分解出

金屬單體的方法，可以用來合成高品質的奈米級半導體顆粒，相同的方 法也被運用在磁性奈米顆粒的合成上，並且可以進一步的控制磁性奈米 顆粒的形狀以及大小。其方法是將介面活性劑溶於具有高沸點的溶劑，

形成穩定的膠體，再升溫使有機金屬化合物產生裂解反應，就可以得到 磁性奈米顆粒(Sun et al., 2004; Redl et al., 2004)。

(4) 微乳化法

微乳化指的是兩種互不相溶的液體混合，達到在熱力學上的穩定狀態。

在微乳化的液體中，水相如液滴均勻的分散在連續油相中，並且周圍包 覆著界面活性劑，界面活性劑與水的比例則會影響到逆微胞(reverse micelle)的大小(Paul and Moulik, 2001)，將分別含有兩種不同反應物的微 乳化液體混合均勻，液體中的液滴會互相碰撞產生凝聚，接著再加入溶 劑產生沉澱，便可將顆粒分離出來，利用此概念將微乳化的液體作為反 應器，便可合成出磁性奈米顆粒(Gupta and Gupta, 2005)。利用微乳化法 所合成出來的磁性奈米顆粒，其顆粒的形狀和粒徑不易控制，且相較於 其他合成方法，微乳化法的產量較低。

(5) 水熱合成法

水熱合成法為一新穎的於液相合成磁性奈米顆粒的方法，目前被廣泛 的應用在陶瓷粉末的合成中。其方法為於高壓環境下，且溫度介於 100℃~350℃間，利用液體—固體—溶液三相間互相反應，而得到磁性奈 米顆粒。由於此法需要於高溫高壓下反應，並不是適合用於大量生產。

上述的這些合成方法，除了機械粉碎法為物理合成法，其他四種合成 料(New coccine 和 Indigo carmine)的吸附行為，討論 MN-Fe₃O4處理酸性