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电子束辐照法制备磁性核壳微球的研究的开题报告

一、选题背景

磁性微球是一种在生物医学、环境治理、催化剂等领域广泛应用的功能性材料。磁性核壳微球则是指在其表面形成了以聚合物为主要材料的核壳结构，并且通过在其表面引入磁性纳米粒子，使其具有磁性的微球。磁性核壳微球具有较高的比表面积、改变表面性质的灵活性、良好的分散性能和磁导率等特点，因此在医学领域中可应用于靶向输送药物和医疗影像等方面，而在环境治理领域中可应用于处理水、土等介质中的污染物，同时由于其自身的可回收性，因此具有较大的应用潜力。

目前，制备磁性核壳微球的方法主要有化学合成法、自组装法和模板法等，但是这些方法均存在着一些缺陷，例如，化学合成法中，有毒有害的化学物质不能排除或在反应结束后难以去除，其磁导率及比表面积较低，而自组装法和模板法则存在成本较高、操作复杂等问题。因此，本研究选取电子束辐照法来制备磁性核壳微球，研究其制备过程、结构和性能，并寻求优化制备的方案。

二、研究目的和意义

本研究旨在探究电子束辐照法制备磁性核壳微球的制备过程，研究其表面结构和磁性能的变化规律，为进一步探究磁性微球的制备和应用提供重要的理论参考。

具体目标如下：

1.研究不同辐照剂量下磁性纳米粒子在聚合物表面的分布情况。

2.调节聚合物中的单体浓度以及反应温度等反应条件，寻找最优制备条件。

3.研究磁性核壳微球的表面形态及其对稳定性、磁导率等性能的影响。

4.评价磁性核壳微球在生物医学和环境治理等领域的应用前景。

三、研究内容和方法

1.实验材料

聚合物单体二乙烯基苯（DEB）和苯乙烯（St.）、较小（5-10nm）和较大（50-100nm）尺寸的磁性纳米粒子、无水乙醇、四氢呋喃（THF）、氨气等。

2.实验方法

利用电子束辐照法制备磁性核壳微球相关的实验步骤如下：

（1）准备容量为100ml的三口瓶，称取一定量的DEB、St.和无水乙醇，混匀后加热至80℃，添加一定浓度的引发剂。

（2）在反应2h后，将磁性纳米粒子溶液滴加入体系中并混匀直至形成一定浓度的混合体系，然后通过电子束辐照进行均匀照射，照射时间和剂量可根据需求来调节，同时要注意辐照剂量不能过高，否则会导致聚合度过高和物料结块等问题。

（3）在反应结束后，将体系中剩余的磁性纳米粒子用氨水溶液清洗去除。

（4）采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段对制备的磁性核壳微球的形貌和结构进行观察。

（5）采用振动样品磁强计（VSM）、拉曼光谱等手段对制备的磁性核壳微球的磁性能和稳定性等性能进行测试和评价。

四、研究进度安排

本研究计划于2022年9月开始，初步预计研究周期为两年。具体研究进程如下：

第一年：

1.收集和汇总研究资料，熟悉相关理论和实验操作技能。

2.设计并完成实验条件优化部分的实验，确定最优制备条件。

3.完成电子束辐照制备方法并制备出一定浓度的核壳微球。

第二年：

1.对制备后的微球进行表面结构和磁性能等性能测试。

2.寻求优化制备方案，提高微球的结构和性能。

3.对微球的应用前景进行评价及相关的实现途径的探究。

五、预期结果和应用价值

本研究采取电子束辐照法制备磁性核壳微球，旨在探究该种制备方法及条件，研究其结构和性能。预期研究结果将有助于开发一种新型的高效、绿色的磁性核壳微球制备方法，为其在生物医学和环境治理等领域的应用提供新的思路和方法。同时，本研究的成果还有助于推动相关领域的研究进展和学术交流。