磁性纳米颗粒具有纳米尺寸效应,在溶液中具有良好的分散性。常温下表现出超顺磁性,即在磁场环境中表现有磁性,当撤消磁场后,颗粒的磁性立即消失。在外加磁场的定向控制下,通过清洗和解吸操作,可将吸附的目标物从多组分环境中快速分离出来。因此磁性纳米颗粒在食品分析、生物分离和环境监测等领域具有广阔的应用前景。将磁性纳米颗粒与传统的检测方法相结合,可以优化样品前处理、改善其灵敏性和提高分析效率。本研究主要内容为磁性纳米Fe304颗粒的制备、功能化修饰以及功能化磁性纳米Fe304颗粒对常见致病菌和重金属离子的吸附性能的研究。主要研究内容如下：1、利用共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4颗粒,而后采用Stober法在其表面包裹Si02层制备出Fe3O4@SiO2颗粒。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能量色散谱(EDS)、振动样品磁强计(VSM)、傅里叶变换红外光谱(FI-IR)、Zeta电位仪和热重分析仪(TGA)对Fe304和Fe3O4@SiO2颗粒的形貌、结构、化学组成和磁性能进行了表征,结果显示：制备的磁性纳米颗粒为尖晶石结构,平均粒径为10nm,饱和磁强度为98.42 emu·g-1;硅包后粒径有所增大,平均粒径为15nm,饱和磁强度为53.87 emu·g-1,具有超顺磁性；Si02以无定形态包裹在纳米颗粒表面,对其进行了耐酸碱性实验,结果显示Fe3O4@SiO2颗粒具有良好的耐酸碱性。2、用3-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐对Fe3O4@SiO2颗粒进行修饰,在颗粒表面分别接上了氨基和羧基两种功能团。两者的粒度范围在10～30 nm之间,比未修饰的颗粒粒径有所增大。采用傅里叶变换红外光谱、Zeta电位仪和热重分析仪验证了颗粒表面已成功接上氨基和羧基。Fe3O4@SiO2-NH2和Fe3O4@SiO2-NH-COOH颗粒的饱和磁强度(Ms)分别为48.72和41.84 emu·g-1,两者都具有良好的超顺磁性,能满足分离要求。3、利用所制备的氨基功能化磁性纳米颗粒对常见的致病菌进行了吸附分离。结果显示氨基功能化磁性纳米颗粒对四种革兰氏阳性菌(B.subtilis、B.cereus、S.aureus、M.luteus)和四种革兰氏阴性菌(E. coli、S. Typhi、S. Sonnei、E. sakazakii)皆具有良好的吸附性能。通过外加磁场的作用,能快速将致病菌从溶液中分离出来,1 min内可达到吸附平衡。进一步考察了溶液pH值、PBS缓冲溶液浓度和溶液中的离子强度对吸附效率的影响,溶液pH在3～9范围内吸附效率无明显变化,适用范围较广,且随着PBS缓冲溶液浓度和离子强度的增高,颗粒对致病菌的吸附效率逐渐减小,得知颗粒与菌体之间的作用机制为静电吸附力。4、研究了羧基功能化磁性纳米颗粒对水溶液中重金属离子的吸附性能,并考察了溶液pH值、吸附时间和重金属离子的初始浓度对吸附性能的影响。结果表明羧基功能化磁性纳米颗粒对Cu2+、Pb2+和Hg2+具有良好的吸附效果,颗粒可重复利用,具有良好的再生性能。在中性溶液中吸附效率最佳,能在10 min内达到吸附平衡,吸附符合Langmuir模型,以单分子层吸附为主,饱和吸附量分别为43.48、34.27和11.65 mg·g-1。本研究制备的磁性纳米Fe3O4颗粒,平均粒径为10nm,具有超顺磁性。颗粒表面包裹SiO2保护层后仍具有良好的磁响应,可满足分离要求,良好的耐酸碱性使其可适用于多种化学环境中。硅层表面易通过化学改性接上氨基、羧基和巯基等官能团,改善其对目标物的亲和性和反应特性,本研究制备的功能化磁性纳米颗粒对常见致病菌和重金属离子皆具有良好的吸附性能,在现代分析技术、生命科学和食品安全检测等领域具有潜在的应用价值。