当氧化锆被赋予磁性

2023-03-01

磁性颗粒/TZP复合材料

四方多晶氧化锆（TZP）陶瓷材料主要包括Y₂O₃稳定的TZP（Y-TZP）和CeO₂稳定的TZP（Ce-TZP）两种。TZP陶瓷材料可用于喷雾干燥设备的喷嘴、超细研磨机的偏心片、泥浆泵的球阀与阀座、压制模具、切削刀具以及绝热内燃机内部耐高温耐磨部件等。此外，TZP陶瓷是光纤通讯用光纤连接器中陶瓷插芯与套筒的最佳材料也是最主流的材料。

当向TZP中加入磁性物质时，形成磁性颗粒/TZP复合材料。该类复合材料兼顾TZP优良的力学性能和特殊的磁性功能，符合现今科技对材料多功能化与集成化的要求，具有很大的研究开发潜力，主要体现在以下方面：第一，可应用于屏蔽电磁干扰的航天器以及导弹外壳，保证其内部精密电子器件不易受外力破坏与外界电磁波干扰，适应复杂电磁环境；第二，可以作为武器的外壳材料，在高温工作条件下吸收电磁波，实现隐身效果；第三，可以制成多功能电子器件，不仅具有结构支撑和保护作用，而且能够屏蔽和抑制高频电路的电磁干扰；第四，由于一些磁性材料具有压磁效应，当该类复合材料受到外界应力作用时，内部应力场发生变化，复合材料的磁学性能（例如磁化强度、磁通量梯度和磁化率等）也相应发生变化。因此，该类复合材料既可以作为测定外界应力的传感器件，又可被用作特种工程材料，其内部应力和裂纹扩展能够被实时监测，保证安全。

磁性氧化锆对污水中磷的吸附

磷（P）是地球上所有生物必需的三种营养素之一，是维持全球食物安全不可替代的元素。磷在自然界是单向流动的，属于不可再生资源。同时，大量的磷会沿着食品生产和消费系统的流动最终进入水环境，对生态环境和水资源安全已构成严重威胁。

由于Zr（IV）对磷酸盐具有显著的亲和力，各种Zr（IV）基材料，包括氧化锆，氧化锆功能化石墨氧化物和氢氧化锆的铵改性材料都已被用于废水中磷去除的研究中。磁性纳米吸附剂具有从水中去除和回收物质的特性可弥补氧化锆吸附剂易于流失的缺陷。其中Fe₃O₄以其独特的磁分离性质可被用作吸附剂的磁性载体。

磁性氧化锆的除氟效能

氟是人体所必须的微量元素之一。但过量摄入氟会严重损害人体健康，引发骨质疏松症、关节炎、脑损伤等。因此，含氟工业废水和氟超标饮用水的除氟处理已成为全球广泛关注的问题之一。

目前常用的除氟方法有沉淀法、膜分离法、离子交换法、吸附法、电凝聚法和电渗析法等，但大部分技术在实际工程应用中仍很受限，吸附法具有易于操作、成本较低、无二次副产物产生等优点。方文侃等采用一步共沉淀的方法制备了以磁铁矿纳米颗粒为核和水合氧化锆为壳的磁性纳米颗粒吸附剂，其除氟能力远高于磁铁矿、活性氧化铝和活性炭。

磁性氧化锆复合材料对水中四环素的吸附

抗生素广泛应用在人类医学、动物疾病预防等领域。四环素类抗生素（TC）作为世界上使用最广泛的抗生素之一，在农业和畜牧业中均有广泛的应用。然而TC化学结构稳定，无法在生物体内完全代谢，最终会随着生物排泄物进入环境水体，危害水体生态环境健康。常规的生物处理工艺对TC处理效果有限，因此急需开发一种高效的TC处理技术。

唐文元等采用简单的低温共沉淀法制备了磁性氧化锆复合材料。研究结果表明该氧化锆复合材料对TC有较强的吸附作用。

磁性氧化锆在抗肿瘤药物运载方面的应用

在化疗药物中，以阿霉素、道诺霉素为代表的蒽环类药物被证实对80%的实体肿瘤具有杀伤效果。然而，随着用药剂量的增加，药物在正常细胞中残留而导致的不良反应也愈加突出。因此，临床迫切希望能寻求安全有效的蒽环类抗肿瘤药物运载方式。彭延波等采用化学包埋法，以超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子为磁核、ZrO₂为壳层制备了MnO₂封堵的磁性氧化锆纳米微球，差量法研究该纳米微球对化疗药物道诺霉素的运载情况，结果发现该磁性介孔氧化锆纳米体系在抗肿瘤药物的运载方面具有较大的应用潜力。

参考来源：

[1]张超.磁性颗粒/氧化锆复合材料的分形特征与电性能频谱研究

[2]史可.磁性氧化锆对剩余污泥中磷的吸附效率与作用机制研宄

[3]方文侃等.新型材料磁性氧化锆的除氟效能

[4]唐文元等.磁性氧化锆复合材料对水中四环素的吸附

[5]彭延波等.磁性介孔氧化锆载药体系的制备及其抗肺癌活性研究

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2022第五届新型陶瓷技术与产业高峰论坛

先进陶瓷作为国家大力发展的新材料行业重要分支，近年来发展迅速，对国内市场而言，增长主要体现在两个方面：新兴市场和国产替代。

新兴市场方面，5G、新能源汽车的普及将带来大量的结构陶瓷，陶瓷轴承、结构件、电子陶瓷需求。陶瓷滤波器，MLCC，LTCC，各类陶瓷元件市场持续火爆。

国产替代方面，受近年贸易战中“卡脖子”技术影响，从政府到企业层面均意识到突破技术壁垒的重要性，各个应用领域长期依赖进口的高端陶瓷粉体、制品也在不断加快国产化。

最具潜力的新型陶瓷市场在哪里？哪些领域即将迎来国产替代的爆发期？行业人士都对技术和市场保持着高度的关注。

在此背景下，中国粉体网将在萍乡举办“2022第五届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”，旨在与国内外新型陶瓷产业链人士共同交流前沿技术，沟通行业信息，助力科研单位成果转化，帮助企业寻找新的市场方向。

大会热诚欢迎国内外相关领域的专家、学者、科研人员、企业界代表积极参会，同时欢迎公司、企事业单位展示技术成果，洽谈产、学、研合作。

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