磁性鐵酸鹽納米材料的控制合成及性質(zhì)表征.pdf

1、磁性材料由于其廣泛的用途已越來越被人們所重視。本論文主要利用溶劑熱方法合成鐵基磁性納米材料，內(nèi)容包括合成單分散的鐵酸鹽納米粒子及其表面改性，水中可分散的四氧化三鐵納米粒子的制備等，對納米粒子尺寸、分散性的控制及形成機(jī)理進(jìn)行了研究。并通過連續(xù)合成方法擴(kuò)大了產(chǎn)物的產(chǎn)量，對磁性納米材料的工業(yè)化發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。 1．單分散鐵酸鹽納米粒子的控制合成，磁性質(zhì)及表面改性 我們通過加熱無機(jī)鹽和SDBS的辛醇溶液，得到了在非極性溶劑

2、中單分散的不同Co，Ni，F(xiàn)e組分的CoxNiyFe3-x-yO4納米粒子，其中x=0．6，0．3，0．2，0，y=0，0．6，0．7，0．8。合成的納米粒子通過XRD，TEM，HR-TEM，SAED，IR， TG和其他分析手段進(jìn)行了詳盡的表征。合成納米粒子的尺寸可通過改變反應(yīng)時(shí)間來調(diào)節(jié)。通過跟蹤反應(yīng)過程提出了溶劑熱反應(yīng)中納米粒子的形成機(jī)理。研究了納米粒子的尺寸和組分對磁性質(zhì)的影響，并對同一尺寸、不同組分的納米粒子的磁性質(zhì)進(jìn)行了比較。此

3、外，通過對合成的納米粒子進(jìn)行簡單的醋酸洗滌，我們得到了水中分散的納米粒子。本章的工作在于使用廉價(jià)無毒的無機(jī)鹽前驅(qū)體合成了多組分，單分散的鐵酸鹽納米粒子，精確控制了納米粒子的尺寸，并通過表面改性的方法使其在非極性和極性溶劑中分散，擴(kuò)大了其應(yīng)用。 2．綠色合成水中分散的四氧化三鐵納米粒子 在本文中，我們使用無毒廉價(jià)的無水三氯化鐵（FeCl3）作為鐵源，一縮二乙二醇（DEG）作為還原劑和溶劑，在無水醋酸鈉（NaAc）的存在下合

4、成了水中分散的四氧化三鐵納米粒子。和以往的方法比較，我們的合成方法中不存在有毒的無機(jī)離子或有機(jī)物原料，反應(yīng)過程中不需要嚴(yán)格的氣氛保護(hù)，合成出的納米粒子在水中有很好的分散性，這大大擴(kuò)大了合成產(chǎn)物在生物領(lǐng)域的應(yīng)用。并且，我們合成的四氧化三鐵納米粒子的尺寸可通過簡單的調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和時(shí)間來調(diào)節(jié)，尺寸在3-11納米尺寸范圍內(nèi)可控。同時(shí)，為研究產(chǎn)物的形成過程，我們對反應(yīng)進(jìn)行了跟蹤，提出了形成四氧化三鐵納米粒子的反應(yīng)機(jī)理，并證實(shí)了合成產(chǎn)物的低毒性。

5、 3．連續(xù)溶劑熱方法大量合成NiFe2O4和γ-Fe2O3納米粒子 通過連續(xù)溶劑熱方法合成了單分散的磁性NiFe2O4和γ-Fe2O3納米粒子。連續(xù)合成方法克服了以往合成中遇到的低產(chǎn)量的缺點(diǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)速率大于1g/h。合成的NiFe2O4可在環(huán)己烷中分散，而γ-Fe2O3納米粒子則能在乙醇中穩(wěn)定存在，這和我們使用的反應(yīng)溶劑及表面活性劑有關(guān)。用XRD，TEM，HR-TEM，IR，TGA，ICP和其他技術(shù)對合成