纳米磁性材料由于具有体相材料所不具备的新颖的物理化学性质,引起了人们广泛的研究和关注。不同功能分子修饰的超顺磁Fe₃O₄纳米颗粒广泛应用于生物医学、环境保护、磁性分离和磁密封、磁流体、锂离子电池及光子晶体等领域。本论文有代表性地合成了多种功能分子修饰的超顺磁Fe₃O₄纳米颗粒,根据功能分子的不同,进行了不同的磁性微晶应用研究。研究内容主要有如下几方面:1.采用改性共沉淀法,用小分子富里酸对超顺磁Fe₃O₄纳米颗粒原位进行表面修饰,合成水溶性良好的超顺磁Fe₃O₄纳米磁流体,可用作普通的MRI肝脏造影剂。以雄性Wistar大鼠和VX2瘤兔为动物模型,考察富里酸修饰的Fe₃O₄纳米磁流体的MRI活体成像效果。结果表明富里酸修饰的Fe₃O₄纳米磁流体MRI造影剂能显著提高病灶与正常肝脏组织的信号对比,有利于提高肝脏组织的小病灶乃至微小病灶的检出率,也有利于癌细胞的检测。而且,Hab18抗人肝癌单克隆抗体可通过偶联剂与Fe₃O₄纳米颗粒表面的富里酸进行偶联反应,偶联后的磁性纳米颗粒可通过抗体-抗原特异性结合进入癌细胞,以瘤鼠为动物模型,考察了抗体偶联的Fe₃O₄纳米磁流体对肝癌细胞的活体MRI靶向成像效果。结果表明抗体偶联的Fe₃O₄纳米磁流体能进入肝癌细胞内,提高了肿瘤与周围正常组织的信号对比,有利于癌细胞的标记、示踪及靶向检测。2.利用价格便宜而且可食用的维生素叶酸对Fe₃O₄纳米颗粒进行表面修饰,通过叶酸与叶酸受体的结合被高效介导进入肿瘤细胞内,以瘤鼠为动物模型,考察叶酸修饰的Fe₃O₄纳米磁流体对肝癌细胞的活体标记效果。结果表明叶酸修饰的Fe₃O₄纳米磁流体能靶向进入肝癌细胞内,提高肿瘤与周围正常组织的MRI成像信号对比,有利于癌细胞的标记、示踪及MRI靶向检测。3.用属于可再生资源的腐植酸对Fe₃O₄纳米颗粒进行表面修饰,通过腐植酸分子链上的多种功能基团,对废水中的阳离子有机染料亚甲基蓝进行吸附分离,结果表明腐植酸修饰的Fe₃O₄纳米颗粒能快速、高效的吸附染料亚甲基蓝,而且,脱附容易,循环使用性能好,还可进行磁性分离。4.吸附了染料亚甲基蓝的腐植酸修饰Fe₃O₄纳米颗粒,通过简单的高温碳化后可合成碳修饰的磁性纳米颗粒,并可用作锂离子电池负极材料。结果发现,碳修饰的磁性纳米颗粒不仅有较高的比容量,而且循环性能较好,50次循环后的比容量还高于商业化的碳材料。5.采用溶剂热法合成了聚丙烯修饰的Fe₃O₄纳米晶微球,能稳定分散于水溶液中形成磁性胶体,在磁场的作用下,能自组装成胶体光子晶体,通过调节外加磁场的大小,可以方便的调节胶体光子晶体的禁带宽度,从而调节衍射光的颜色。